Gli elementi principali della nutrizione delle piante sono carbonio, ossigeno, idrogeno, azoto, fosforo, potassio, zolfo, calcio e ferro. Tuttavia se ne possono trovare anche altri nelle piante. elementi chimici, che si trovano nel terreno in cui crescono: manganese, boro, rame, zinco, molibdeno, cobalto, ecc.
I nutrienti entrano nelle piante attraverso sistema radicale dal terreno e attraverso le foglie. L'aria contiene elementi importanti per la nutrizione delle piante e l'attività vitale come ossigeno, carbonio e azoto.
Durante una reazione vengono assorbite 477 cal/mol. La formula (CH 20) denota l'unità elementare di una molecola di carboidrato, che funge da materiale di partenza per carboidrati complessi, proteine, grassi e altri composti. U piante superiori Esistono diversi percorsi biochimici per la fissazione e la trasformazione dell'anidride carbonica. Nella maggior parte delle piante, la fissazione della CO 2 avviene solo attraverso il ciclo C 3 (ciclo di riduzione del pentoso fosfato), sono chiamate piante C 3, in altre - attraverso il ciclo C 3 e il ciclo C 4 (ciclo dell'acido dicarbossilico) - piante C 4 . Questi ultimi includono mais, miglio, sorgo, canna da zucchero ecc. Esiste anche un terzo modo per fissare la CO 2.
Le piante C4 reagiscono in modo diverso alla luce, al calore e all'umidità rispetto alle piante C3. All’aumentare del grado di illuminazione e della temperatura, aumenta l’intensità della fotosintesi per unità di superficie fogliare. Inoltre utilizzano l’acqua in modo più efficiente. Di norma, il loro coefficiente di traspirazione è inferiore a 400, mentre nelle piante C 3 va da 400 a 1000. L'intensità massima della fotosintesi nelle piante con un ciclo C 3 -pentoso fosfato di fissazione dell'anidride carbonica si osserva solitamente in condizioni di illuminazione moderata oltre le piante C 3 - e C 4 -, a seconda dell'illuminazione e della temperatura, e la luce intensa riduce l'intensità della fotosintesi.
La base è costituita dal carbonio sotto forma di anidride carbonica presente nell'aria. Il basso contenuto di CO 2 nell'aria atmosferica (solo lo 0,03%) è uno dei motivi per cui le piante sviluppano un'enorme superficie fogliare per catturarla. Il limite inferiore del contenuto di CO 2 nell'aria per le piante è una concentrazione dello 0,008% (~0,01%). Elevate concentrazioni di CO 2 hanno un effetto positivo sulla fotosintesi solo quando sufficientemente buona illuminazione e la fornitura di piante con altri fattori di vita. Un aumento della concentrazione di anidride carbonica nello strato terrestre dell'aria fino all'1% è benefico per molte colture e aiuta a migliorare il processo di fotosintesi. Ciò è facilitato dall’introduzione nel terreno di fertilizzanti organici e residui vegetali, che una volta decomposti rilasciano anidride carbonica. In condizioni di suolo protetto, nelle serre, in molti casi, viene mantenuta artificialmente una maggiore concentrazione di CO 2 (circa 1-2%), che aiuta ad aumentare la resa delle colture coltivate.
Nel suolo l'anidride carbonica si trova in varie forme e composti: allo stato assorbito e disciolto, nella composizione di carbonati e bicarbonati, ecc., nonché nell'aria del suolo a seguito dell'attività vitale di microrganismi, piante e altri organismi viventi. Il suo contenuto nell'aria del suolo può raggiungere il 10% o più.
L'ossigeno è importante nella vita delle piante e nel suolo. Viene consumato dalle piante durante la respirazione, utilizzato dai microrganismi del suolo e partecipa attivamente a varie reazioni chimiche di ossidoriduzione. Il contenuto di ossigeno nell'aria del suolo rispetto all'aria atmosferica, dove è del 20,81%, può diminuire fino al 2-3%. Una grande mancanza di ossigeno nell'aria del suolo porta alla soppressione o alla morte delle piante. Una delle tecniche agricole per aumentarlo è migliorare l'aerazione del suolo e aumentare lo scambio di gas nel terreno coltivandolo.
L'azoto è uno dei elementi essenziali nutrizione delle piante. Fa parte delle molecole di proteine, proteine, amminoacidi e molti altri composti organici contenenti azoto. L'aria atmosferica contiene il 78,23% di azoto, ma non è disponibile per le piante. La fissazione dell'azoto atmosferico in varie sostanze organiche contenenti azoto viene effettuata grazie all'attività di due gruppi di batteri: a vita libera, che vivono nella rizosfera, e simbiotici, che si sviluppano sulle radici di alcune piante, principalmente legumi. Quando queste sostanze vengono mineralizzate si formano forme solubili di nitrati, nitriti e ammoniaca che vengono assorbite dalle radici delle piante. Circa il 20% del fabbisogno di azoto delle piante viene soddisfatto proprio convertendolo dall'aria in forme accessibili. Il resto della pianta è ottenuto dalle riserve naturali del terreno e attraverso l'applicazione di fertilizzanti. La parte preponderante di queste riserve e parte dell'azoto introdotto con i fertilizzanti si presenta sotto forma di composti difficili o inaccessibili. È possibile regolare il contenuto delle forme disponibili di azoto nel terreno creando condizioni del suolo favorevoli per lo sviluppo di batteri a vita libera (azotobacter, ecc.) e simbiotici (noduli) - buona aerazione, reazioni leggermente acide e neutre dell'azoto soluzione del terreno, ottimale condizioni di temperatura, oltre ad aggiungere azotobatteri al terreno. Per i legumi che vengono coltivati in questo campo per la prima volta, vengono aggiunti al terreno preparati contenenti una coltura pura di batteri nodulari della razza corrispondente (nitragina).
Regolare il processo di conversione dell’azoto da una forma all’altra non significa solo accelerare la decomposizione della materia organica del suolo, dei residui vegetali, del letame e dei fertilizzanti. Spesso, ad un certo periodo di tempo, diventa necessario trasferire i composti azotati dalle forme solubili mobili a forme inaccessibili di materia organica. Questa esigenza si pone su sabbiosi leggeri e terreni franco-sabbiosi, dove il processo di nitrificazione avviene intensamente non solo in estate, ma anche in autunno, dopo la raccolta dei raccolti. I nitrati formati in questo momento rimangono inutilizzati e possono essere rimossi dallo strato radicale del terreno con un flusso d'acqua verso il basso. Per utilizzare questo azoto, dopo aver raccolto un raccolto, ne viene seminato un altro, sia per la produzione che per l'aratura ( concime verde). In questo caso, l'ammoniaca e l'azoto nitrico vengono utilizzati dalle piante per formare materia organica e parzialmente (durante la raccolta del secondo raccolto) o completamente (durante l'aratura) rimangono nel terreno e possono essere utilizzati dalle piante l'anno successivo.
Fosforo, potassio, magnesio e altri elementi nutrizione minerale le piante hanno un significato strettamente definito nelle reazioni che si verificano nelle piante. Il fosforo fa parte delle nucleoproteine, dei fosfati di adenosina e di altri fosfati che hanno legami pirofosfato con una grande quantità di energia libera di idrolisi. Ha una grande influenza sul tasso di crescita e sullo sviluppo delle piante. Il potassio aumenta la capacità di trattenere l'acqua e la permeabilità del protoplasma, ha un effetto positivo sulla sintesi di clorofilla, proteine, amido, grassi e migliora il metabolismo nelle piante. Il magnesio fa parte della clorofilla e funge da catalizzatore nella formazione di esteri di difosforo, zuccheri e altri composti. Amminoacidi essenziali come cistina, cisteina, metionina contengono zolfo, che è coinvolto in varie reazioni redox. Il calcio svolge un ruolo importante nel movimento dei carboidrati, influenza la trasformazione delle sostanze azotate e accelera la degradazione delle proteine di riserva dei semi durante la germinazione.
La necessità delle piante di elementi di nutrizione minerale e le forme della loro disponibilità nel suolo è diversa e dipende dalla specie, dalla varietà delle piante ed è oggetto di studio dell'agrochimica. Pertanto, il rapporto ottimale tra i principali nutrienti azoto, potassio e fosforo per i cereali è 1:1:0,5 e per le barbabietole da zucchero - 1:1,7:4,3.
Tutti i metodi di regolazione del regime nutrizionale delle colture in agricoltura possono essere suddivisi in 4 gruppi: rifornimento nel suolo nutrienti; creare le condizioni per il trasferimento dei nutrienti dalle forme difficili da raggiungere e inaccessibili a quelle digeribili dalle piante; creare le condizioni per un migliore assorbimento di questi elementi da parte delle piante; misure di prevenzione delle perdite nutrienti dal suolo.
Il terreno viene reintegrato con sostanze nutritive principalmente attraverso l'applicazione di fertilizzanti. Tipi di fertilizzanti, tempi, metodi e dosi della loro applicazione a varie colture, nonché la loro interazione con il suolo sono studiati anche dall'agrochimica e l'implementazione di tutti questi sviluppi viene effettuata in agricoltura durante la coltivazione delle colture.
Alternando colture coltivate con diversi apparati radicali nei campi, le piante possono assorbire nutrienti da diversi orizzonti e strati e ridistribuirli tra questi strati. Pertanto, quando si coltivano piante con un apparato radicale profondo, vengono utilizzati i nutrienti provenienti dagli strati profondi del terreno, e negli strati superiori i nutrienti rimangono e possono essere utilizzati nella successiva coltivazione di altre colture.
Alcune piante, come il trifoglio dolce, i piselli, il lupino, il grano saraceno, ecc., hanno la capacità di utilizzare composti di fosforo a cui altre piante hanno difficoltà ad accedere. Durante la decomposizione dei residui vegetali di queste colture, il fosforo viene convertito in forme accessibili e può essere utilizzato da piante di altre specie. La creazione delle condizioni per la trasformazione dei nutrienti da una forma all'altra viene effettuata coltivando il terreno, durante la creazione Condizioni migliori per la sua aerazione, che contribuisce a potenziare l'attività microbiologica e la mineralizzazione delle sostanze organiche. Poiché humus, residui vegetali e fertilizzanti organici contengono azoto, fosforo, potassio e altri macro e microelementi, quindi queste sostanze passano dalla forma organica a composti organominerali e minerali solubili e, quindi, possono essere utilizzate dalle piante. Molti tipi di microrganismi promuovono l'uso di composti di fosforo scarsamente solubili sciogliendoli in vari acidi formati durante la decomposizione della materia organica. È di grande importanza attuare misure per creare condizioni ottimali per le piante Proprietà fisiche suoli, reazioni alle soluzioni del suolo, miglioramento del regime idrico del suolo.
I nutrienti presenti nel terreno possono essere persi in vari modi e, quindi, non utilizzati dalle piante. Tali perdite sono associate alla manifestazione di processi di erosione, con la lisciviazione di forme solubili di nutrienti da parte del deflusso superficiale e del sottosuolo e con la rimozione dai campi durante la raccolta (con terreno che aderisce alle radici e ai tuberi). A seguito della mineralizzazione della sostanza organica e dei processi di denitrificazione, l'azoto diventa gassoso e viene quindi perso. Tali perdite di azoto sono particolarmente elevate nei campi non coperti da vegetazione durante la stagione di crescita. Di conseguenza, tutti i metodi per preservare l’umidità del suolo e combattere l’erosione del suolo svolgono anche il compito di ridurre la perdita di sostanze nutritive. Il processo di denitrificazione avviene più intensamente su terreni con eccesso di umidità e scarsa aerazione con una reazione neutra della soluzione del suolo. Pertanto, aumentando l'aerazione e migliorando i processi ossidativi nel terreno, si utilizza pienamente l'azoto nitrato e ammoniacale piante coltivate durante stagione di crescita ridurre le perdite di azoto.
I calcoli mostrano che ogni anno vengono esportati dai campi più di 10,8 milioni di terra fine con patate e tuberi e questo numero è apparentemente sottostimato (Belotserkovsky, 1987). Nel 1985 nella regione di Mosca. insieme alle barbabietole è stato rimosso l'8,8% del terreno dalla massa totale (con una resa di barbabietola di 422 q/ha, pari a 3,7 t/ha).
Per la crescita e lo sviluppo di piante e verdure, hanno bisogno di sostanze nutritive. Il rapporto tra i nutrienti varia a seconda della specie, della varietà, del periodo di crescita e dell'età della pianta.
❖ L'azoto è il principale elemento biogenico per le piante vegetali, che fa parte delle proteine e degli acidi nucleici. Le forme minerali di azoto che entrano nella pianta subiscono un complesso ciclo di trasformazioni, entrando nella composizione degli acidi organici. Il processo di riduzione dei nitrati è catalizzato da enzimi e prevede diverse fasi intermedie. L'attività degli enzimi riducenti dipende dal magnesio e dagli oligoelementi: molibdeno, rame, ferro e manganese.
L'azoto nitrato può accumularsi in quantità significative, il che è sicuro per le piante, ma il contenuto di nitrati nelle verdure al di sopra di un certo livello è dannoso per l'uomo.
L'ammoniaca libera si trova nelle piante in piccole quantità. Ciò è dovuto al fatto che interagisce rapidamente con i carboidrati contenuti nelle piante. Il risultato dell'interazione è la formazione di aminoacidi primari. Un eccessivo accumulo di ammoniaca, soprattutto in caso di carenza di carboidrati, porta all'avvelenamento delle piante.
La qualità del prodotto dipende da quali composti di azoto vengono assorbiti in grandi quantità. Con una maggiore nutrizione ammoniacale, aumenta la capacità riducente della cellula vegetale e si verifica un accumulo predominante di composti riducenti. Con la nutrizione a base di nitrati, la capacità ossidativa della linfa cellulare aumenta e si formano più acidi organici.
L'assorbimento di ammoniaca e azoto nitrico da parte delle piante dipende dalla concentrazione soluzione nutritiva, la sua reazione, il contenuto degli elementi di accompagnamento, la fornitura di piante con carboidrati e caratteristiche biologiche cultura.
❖ Il fosforo si trova nelle piante in quantità molto inferiori rispetto all'azoto. Agisce come un satellite dell'azoto; quando è carente nelle piante, aumenta l'accumulo di forme nitrate di azoto. La maggior quantità di fosforo è concentrata negli organi riproduttivi: 3-6 volte di più che negli organi vegetativi.
Il fosforo è contenuto negli acidi nucleici del DNA e dell'RNA, che sono portatori di informazioni ereditarie. I composti del fosforo con proteine (fosforoproteine) sono gli enzimi vegetali più importanti. L'ingresso del fosforo nella pianta favorisce l'accumulo di amido, zuccheri, sostanze coloranti e aromatiche e aumenta la conservabilità dei frutti.
❖ Il potassio regola il metabolismo dell'acqua delle piante, lo stato fisico dei colloidi citoplasmatici, il suo rigonfiamento e la viscosità. Sotto l'influenza del potassio, aumenta la capacità di ritenzione idrica del protoplasma, riducendo il rischio di appassimento a breve termine delle piante a causa della mancanza di umidità. La presenza di potassio nella cellula vegetale garantisce il normale corso dei processi ossidativi, del metabolismo dei carboidrati e dell'azoto. L'accumulo di potassio contribuisce all'attivazione dei processi metabolici vegetali. Il potassio aiuta a migliorare l'immunità e migliora l'uso dell'azoto ammoniacale nella sintesi di aminoacidi e proteine. Il potassio è caratterizzato da un'elevata mobilità: deflusso dalle foglie più vecchie a quelle più giovani. La pianta, infatti, ha l'opportunità di riutilizzare il potassio.
❖ Il calcio svolge un ruolo importante nella fotosintesi, il movimento dei carboidrati nella pianta. Partecipa alla formazione delle membrane cellulari, determina il contenuto di acqua e mantiene la struttura degli organelli cellulari. La mancanza di calcio influisce sullo sviluppo del sistema radicale, la crescita delle foglie rallenta e muoiono. La carenza di calcio si manifesta nelle piante giovani.
❖ Il magnesio fa parte della molecola della clorofilla e partecipa alla fotosintesi, fa parte anche delle sostanze pectiniche e della fitina. Con una carenza di magnesio, il contenuto di clorofilla nelle foglie diminuisce e appare la "marmorizzazione". Magnesio e fosforo si trovano nelle parti in crescita della pianta. Il magnesio si accumula nei semi. Il magnesio è coinvolto nel movimento del fosforo nelle piante. Attiva gli enzimi. Questo elemento favorisce l'accumulo oli essenziali e grassi. Con una mancanza di magnesio, aumentano i processi ossidativi, aumenta l'attività dell'enzima perossidasi e diminuisce il contenuto di zucchero invertito e acido ascorbico
95 % la massa secca dei tessuti vegetali è composta da quattro elementi: SOGNO,N, chiamato organogeni .
5 % cade cenere sostanze - elementi minerali, il cui contenuto è solitamente determinato nei tessuti dopo aver bruciato sostanza organica delle piante.
Il contenuto di ceneri dipende dal tipo e dall'organo della pianta e dalle condizioni di crescita. IN semi Il contenuto di ceneri è nella media 3 % , V radici e steli -4…5 , V foglie -5…15 % . La quantità minima di cenere si trova nelle cellule di legno morto (circa l'1%). Di norma, più ricco è il terreno e più secco è il clima, maggiore è il contenuto di ceneri nelle piante.
Le piante sono in grado di assorbire ambiente quasi tutti gli elementi della tavola periodica di D.I. Mendeleev. Inoltre, molti elementi si accumulano nelle piante in quantità significative e sono inclusi nel ciclo naturale delle sostanze. Tuttavia, per il normale funzionamento dell'organismo vegetale stesso necessario soltanto un piccolo gruppo di elementi chiamatinutriente .
Nutrienti sono chiamate sostanze necessarie alla vita di un organismo.
L'elemento è consideratonecessario , se la sua assenzaimpedisce alla pianta di completare il suo ciclo vitale ; carenza di elementiprovoca disturbi specifici funzioni vitali della pianta che vengono impedite o eliminate dall'aggiunta di questo elemento; elementopartecipa direttamente ai processi di trasformazione delle sostanze e dell'energia , e non agisce indirettamente sulla pianta.
Necessità di elementipuò essere installato solo quando si coltivano piante su terreni nutritivi artificiali - nelle colture di acqua e sabbia. Per fare ciò, utilizzare acqua distillata o sabbia di quarzo chimicamente pura, sali chimicamente puri, recipienti e utensili chimicamente resistenti per la preparazione e la conservazione delle soluzioni.
Gli esperimenti sulla vegetazione più precisi hanno stabilito che gli elementi necessari alle piante superiori comprendono 19 elementi: CON ( 45 %), N(6,5%) e DI 2 (42%) (digerito durante l'alimentazione aerea) + 7 (N, P, K, S, Ca, Mg, Fe) + Mn, Cu, Zn, Mo, B, Cl, Na, Si, Co.
Tutti gli elementi, a seconda del loro contenuto nelle piante, sono divisi in 3 gruppi: macroelementi, microelementi e ultramicroelementi.
Macronutrienti sono contenuti in quantità da intere a decimi e centesimi di percentuale: N, R,S, K, Sa,Mg; microelementi - da millesimi a 100 millesimi di percentuale: Fe, MN, CONtu, Zn, V, Mo.
Co necessario b Entrambi per fissazione simbiotica N , N / a assorbito in quantità relativamente elevate barbabietole ed è necessario per le piante adatte ai terreni salini) , Sì si trova in grandi quantità nella paglia cereali ed è necessario per riso,Cl si accumulano muschi, equiseti e felci.
Macroelementi, loro composti digeribili, ruolo e disturbi funzionali in caso di carenza nella pianta
Il valore di un elemento è determinato dal ruolo che svolge indipendentemente o come parte di altri composti organici. Un contenuto elevato non indica sempre la necessità dell'uno o dell'altro elemento.
Azoto(vicino 1,5 % SM) è parte di proteine, acidi nucleici, componenti lipidici delle membrane, pigmenti fotosintetici, vitamine, ecc. altri collegamenti vitali.
Principale digeribile formeN sono ioni nitrato (NO 3- ) E ammonio (N.H. 4+ ) . Anche le piante superiori sono in grado di assimilarsi nitriti e solubile in acqua contenente N composti organici ( amminoacidi, ammidi, polipeptidi, ecc..). In condizioni naturali, questi composti raramente costituiscono una fonte di nutrimento, poiché il loro contenuto nel suolo è solitamente molto ridotto.
Mancanza di n rallenta altezza impianti. Contemporaneamente la ramificazione delle radici diminuisce, Ma rapporto massa di radici e sistema fuori terra può aumento. Porta a ridurre l'area dell'apparato fotosintetico e accorciare il periodo di crescita vegetativa (maturazione precoce), che riduce Potenziale fotosintetico e produttività delle colture.
Anche la carenza di N provoca gravi conseguenze violazioni metabolismo energetico(l'energia luminosa viene utilizzata peggio, poiché l'intensità della fotosintesi diminuisce, la saturazione della luce avviene prima e il punto di compensazione si trova a un'intensità luminosa maggiore, l'intensità della respirazione può aumentare, Ma l'accoppiamento dell'ossidazione con la fosforilazione diminuisce), aumento costi energetici per il mantenimento della struttura del citoplasma).
L'ennesimo digiuno influisce regime idrico(riduce la capacità di trattenere l'acqua dei tessuti vegetali, poiché riduce la quantità di acqua legata ai colloidi, la possibilità di regolazione extrastomatica è ridotta traspirazione e aumenta la resa idrica). Ecco perché basso livello L'ennesima nutrizione non solo riduce la resa, ma anche riduce l’efficienza nell’uso dell’acqua semina.
Esterno segni di fame : Verde pallido, colore fogliare giallo, arancio, toni rossi, disseccamento, necrosi, arresto della crescita e debole accestimento, compaiono segnixeromorfismo (foglie piccole).
Fosforo (0,2-1,2 % CM). P assorbito e funziona nella pianta solo in forma ossidata - sotto forma di residui acido fosforico(PO43-).
P- un componente obbligatorio di composti importanti come NA, fosfoproteine, fosfolipidi, P- esteri finali degli zuccheri, nucleotidi coinvolti nel metabolismo energetico (ATP, NAD, FAD, ecc.), vitamine.
P- Lo scambio si riduce a fosforilazione e transfosforilazione. Fosforilazione - questa è l'aggiunta del resto P- acido nico a qualsiasi composto organico per formare un legame estere, ad esempio la fosforilazione del glucosio, fruttosio-6-fosfato nella glicolisi. Transfosforilazione è un processo in cui il resto P- acido noico trasferito da una sostanza organica all'altra. Il valore del risultato P- i composti organici sono enormi.
Carenza di P cause gravi disturbi dei processi sintetici, funzionante membrane, energia scambio.
Esterno segni di fame : colore verde-blu con sfumature violacee o bronzee (ritardata sintesi proteica e accumulo di zuccheri), foglie piccole e strette,il sistema radicale diventa marrone , a sviluppo debole, radicei peli muoiono . La crescita delle piante si ferma , la maturazione è ritardata frutta
Zolfo (0,2-1,0 % CM). Entra nella pianta in forma ossidata, sotto forma di anione SO 4 2-. Nei composti organici SÈ incluso solo in forma ridotta - come parte di gruppi sulfidrilici (-SH) e legami disolfuro (-S-S-). La riduzione dei solfati avviene prevalentemente nelle foglie. Restaurato S può nuovamente trasformarsi in una forma ossidata, funzionalmente inattiva. Nelle foglie giovani l'S si trova principalmente nei composti organici, mentre nelle foglie vecchie si accumula nei vacuoli sotto forma di solfato.
Sè un componente dei composti biologici più importanti - coenzima A E vitamine(tiamina, acido lipoico, biotina), che svolgono un ruolo importante nella respirazione e nel metabolismo dei lipidi.
Coenzima A (S forma un legame ad alta energia) fornisce residuo di acetile (CH 3 CO-S- KoA) nel ciclo di Krebs o per la biosintesi degli acidi grassi, residuo succinilico per la biosintesi delle porfirine. L'acido lipoico e la tiamina fanno parte della lipotiamina difosfato (LTDP), che è coinvolta nelladecarbossilazione ossidativa PVK e -chetoglutarico.
Molte specie vegetali ne contengono piccole quantità composti volatili S (i solfossidi fanno parte fitoncidi cipolle e aglio). I rappresentanti della famiglia delle crocifere sintetizzano il contenuto di zolfo oli di senape.
S prende parte attiva in numerose reazioni metaboliche. Quasi tutto scoiattoli contengono aminoacidi contenenti zolfo - metionina, cisteina, cistina. Funzioni S nelle proteine:
partecipazione dei gruppi HS e dei legami -S-S nella stabilizzazione della struttura tridimensionale delle proteine e
formazione di legami con coenzimi e gruppi prostetici.
La combinazione dei gruppi metile e HS determina la diffusa partecipazione della metionina nella formazione degli enzimi AC.
La sintesi di tutte le catene polipeptidiche inizia con questo amminoacido.
Un'altra funzione importante S in un organismo vegetale, in base alla transizione reversibile 2(-SH) = -HS-SH- consiste mantenendo un certo livello di potenziale redox in una gabbia. I sistemi redox contenenti zolfo della cella includono il sistema cisteina = cistina e il sistema del glutatione (è un tripeptide - costituito da glutammina, cistina o cisteina e glicina). Le sue trasformazioni redox sono associate alla transizione dei gruppi -S-S della cistina ai gruppi HS della cisteina.
Carenza di S inibisce la sintesi proteica, riduce la fotosintesi e il tasso di crescita delle piante, particolarmente fuori terra parti.
Esterno segni di fame : imbiancamento, ingiallimento delle foglie (giovani).
Potassio(vicino 1 % CM). Nei tessuti vegetali è molto più abbondante degli altri cationi. Contenuto K nelle piante di 100-1000 volte superiore a lui livello nell’ambiente esterno. K entra nella pianta anche sotto forma di catione K+.
K non incluso in nessun composto organico. Nelle cellule è presente principalmente in forma ionica e facilmente mobile. IN il numero maggiore K focalizzata nei tessuti giovani in crescita, caratterizzato elevato livello di scambio sostanze.
Funzioni :
partecipazione alla regolamentazione viscosità citoplasmatica, V aumentando l'idratazione dei suoi colloidi E capacità di ritenzione idrica,
funge da principale controazione per neutralizzare le cariche negative anioni inorganici e organici,
crea asimmetria ionica e differenza di potenziale elettrico sulla membrana, cioè fornisce la generazione biocorrenti nella pianta
È attivatore di molti enzimi, è necessario per l'incorporazione del fosfato nei composti organici, la sintesi di proteine, polisaccaridi e riboflavina, un componente delle flavina deidrogenasi. K particolarmente necessario per i giovani, organi e tessuti in crescita attiva.
prende parte attiva osmoregolazione, (apertura e chiusura stomi).
attiva il trasporto dei carboidrati nella pianta. L'ho deciso alto livello lo zucchero nell'uva matura è correlato all'accumulo di quantità significativeK e acidi organici nel succo delle bacche acerbe e con successivo rilascioK quando maturo. Influenzato K aumenta l’accumulo di amido nei tuberi patate, saccarosio nell'industria dello zucchero barbabietole, monosaccaridi V frutta e verdura, cellulosa, emicellulose e sostanze pectiniche nel cellulare muri impianti.
Di conseguenza maggiore resistenza dei cereali all'allettamento, alle malattie fungine e batteriche .
Con carenza di K Sta diminuendo funzionamento del cambio, sono violati processi di divisione e allungamento cellulare, sviluppo dei tessuti vascolari, lo spessore della parete cellulare e dell'epidermide diminuisce. Come risultato dell'accorciamento degli internodi, forme di piante a rosetta. Decrescente produttività fotosintetica (riducendo il deflusso degli assimilati dalle foglie).
Calcio (0,2 % CM). Entra nella pianta sotto forma di ione Ca 2+. Si accumula nei vecchi organi e tessuti. Quando l'attività fisiologica delle cellule diminuisce, il Ca si sposta dal citoplasma al vacuolo e si deposita sotto forma di composti insolubili ossalico, limone, ecc. acidi Ciò riduce significativamente la mobilità Circa nella pianta.
Un gran numero di Circa Associato a sostanze pectiche della parete cellulare e la placca mediana.
Il ruolo degli ioni Ca :
stabilizzazione della struttura della membrana, regolazione dei flussi ionici e partecipazione a fenomeni bioelettrici. Ca ne contiene moltissimo nei mitocondri, nei cloroplasti e nei nuclei, così come in complessi con biopolimeri delle membrane dei confini cellulari.
partecipazione ai processi di scambio cationico nella radice(insieme al protone dell'idrogeno, accetta attivo partecipazione ai meccanismi primari di ingresso degli ioni nelle cellule radicali).
aiuta ad eliminare la tossicità delle concentrazioni di ioni in eccessoN.H. 4+ , Al , Mn , Fe , aumenta resistenza alla salinità,(limitare l'ingresso di altri ioni),
riduce l'acidità del suolo.
partecipazione ai processi movimento citoplasma (riarrangiamento strutturale delle proteine simili all'actomiosina), cambiamenti reversibili nel suo viscosità,
definisce spaziale organizzazione dei sistemi enzimatici citoplasmatici(ad esempio, enzimi glicolitici),
attivazione di una serie di enzimi ( deidrogenasi, amilasi, fosfatasi, chinasi, lipasi)- determina la struttura quaternaria della proteina, partecipa alla creazione di ponti nei complessi enzima-substrato, influenza lo stato dei centri allosterici).
determina la struttura del citoscheletro - regola i processi assemblaggio-smontaggio dei microtubuli, secrezione dei componenti della parete cellulare con la partecipazione delle vescicole del Golgi.
Complesso proteico con Circa attiva molti sistemi enzimatici: chinasi proteiche, trasportasi Ca-ATP, actomiosina ATPasi.
È associato l'effetto regolatore del Ca su molti aspetti del metabolismo con il funzionamento di una specifica proteina - calmodulina . Si tratta di una proteina a basso peso molecolare termostabile acida (IET 3.0-4.3). Con la partecipazione della calmodulina la concentrazione intracellulare è regolataCirca . Il complesso Ca-calmodulina controlla l'assemblaggio microtubuli del fuso, formazione del citoscheletro cellulare e formazione della parete cellulare.
Con una mancanza di Ca (su terreni acidi, salini e torbiere) principalmente i tessuti meristematici soffrono E sistema radicale. Nella divisione delle cellule le pareti cellulari non si formano, di conseguenza sorgono cellule multinucleate. La formazione delle radici laterali e dei peli radicali si interrompe. Difetto Circa provoca anche rigonfiamento delle sostanze pectiniche, questo porta a sliming delle pareti cellulari e putrefazione tessuti vegetali.
Esterno segni di fame : radici, foglie, sezioni del fusto marciscono e muoiono, le punte e i bordi delle foglie prima diventano bianchi, poi diventano neri, si piegano e si arricciano.
Magnesio(vicino 0,2 % CM). Particolarmente molti Mg dentro giovane parti in crescita della pianta, così come in generativo organi e stoccaggio tessuti.
Entra nella pianta sotto forma di ione Mg 2+ e, a differenza Circa, ha comparativamente elevata mobilità. La facile mobilità di Mg 2+ è spiegata dal fatto che quasi 70 % questo catione è associato nelle piante con anioni di acidi organici e inorganici.
Ruolo Mg :
incluso parte clorofilla(vicino 10-12 % Mg),
è un attivatore di numerosi sistemi enzimatici (RDP carbossilasi, fosfochinasi, ATPasi, enolasi, enzimi del ciclo di Krebs, via del pentoso fosfato, alcol e fermentazione lattica), DNA e RNA polimerasi.
attiva i processi di trasporto degli elettroni durante la fotofosforilazione.
necessario per la formazione di ribosomi e polisomi, per l'attivazione degli aminoacidi e la sintesi proteica.
partecipa alla formazione di una certa struttura spaziale del NK.
potenzia la sintesi degli oli essenziali e delle gomme.
previene l'ossidazione da parte dell'acido ascorbico (formando con esso un composto complesso).
Difetto Mg porta a violazioneP- no, proteina E carboidrato scambi. Con la carenza di magnesio, la formazione di plastide: i chicchi si attaccano insieme, le lamelle della staffa sono lacerate.
Esterno segni di fame : le foglie lungo i bordi sono gialle, arancioni, rosse (marmorizzate). Successivamente si sviluppano clorosi e necrosi foglie. Caratteristica è la striatura fogliare dei cereali (clorosi tra le nervature che rimangono verdi).
Ferro (0,08 %) . Entra nella pianta sotto forma di Fe 3+.
Il ferro è incluso ECCETERA fosforilazione fotosintetica e ossidativa(citocromi, ferredossina), è componente di numerose ossidasi(citocromo ossidasi, catalasi, perossidasi). Inoltre, il ferro è parte integrante enzimi che catalizzano la sintesi dei precursori della clorofilla(acido aminolevulinico e protoporfirine).
Le piante possono includere Fe in sostanze di riserva. Ad esempio, i plastidi contengono la proteina ferritina, che contiene ferro (fino al 23% SM) in forma non eme.
Ruolo di Fe associato alla sua capacità di trasformazioni redox reversibili(Fe 3+ - Fe 2+) e partecipazione al trasporto degli elettroni.
Ecco perché Carenza di Fe cause clorosi profonda nello sviluppo delle foglie (può essere completamente bianco), e rallenta i processi più importanti di scambio energetico - fotosintesi e respirazione.
Silicio() si trova principalmente nelle pareti cellulari.
Il suo difetto può ritardare la crescita di cereali (mais, avena, orzo) e dicotiledoni (cetrioli, pomodori, tabacco). Una carenza durante il periodo riproduttivo provoca una diminuzione del numero di semi. Con una carenza di Si, l'ultrastruttura degli organelli cellulari viene interrotta.
Alluminio() è particolarmente importante per le idrofite; viene accumulato da felci e tè.
Difetto provoca clorosi.
Eccesso tossico (si lega P e porta a P- nomu digiuno).
Se non sei un abitante puramente urbano, ma hai entrambi propria casa, o una dacia, dovrai affrontare costantemente la necessità di lavorare il legno. In piccole quantità puoi cavartela con strumenti di falegnameria manuali, ma se devi lavorare spesso il legno, soprattutto se decidi di iniziare la costruzione, allora non puoi fare a meno di una macchina per la lavorazione del legno. Leggi completamente "
Se l'estate, e successivamente l'autunno, risultasse secca, senza precipitazioni sufficienti, irrigazione pre-invernale alberi da frutta ovunque nel giardino è necessario. Il suo periodo è il periodo della caduta delle foglie, in ottobre, mentre non ci sono gelate persistenti. Questo tipo di irrigazione è anche chiamato carica di umidità.
L'irrigazione nel tardo autunno è di grande importanza per il successo dello svernamento degli alberi. Il terreno umido congela meno, il che significa che c'è meno pericolo di congelamento del sistema radicale. Pericolosa è anche l'essiccazione del legno, che influisce negativamente sul fogliame dei rami, sulla formazione dei boccioli dei frutti e, in definitiva, sulla resa dell'anno successivo. Leggi completamente "
Ottobre è il momento di preparare un luogo per la semina invernale di ortaggi resistenti al freddo. Dopo uno scavo profondo, il terreno viene allentato e riempito con fertilizzanti (humus, compost, cenere). Formano letti perché nei letti sciolti il terreno si riscalda e si asciuga più velocemente in primavera. Le scanalature vengono tagliate. È conveniente farlo con il bordo di una tavola stretta con bordi arrotondati. Leggi completamente "
I gigli sono fiori perenni, ma non possono nemmeno essere coltivati costantemente nello stesso posto. Nel tempo i cespugli si ispessiscono, i fiori diventano più piccoli e degenerano. Pertanto è necessario che si siedano dopo un po' di tempo, preferibilmente in un posto nuovo.
Qual è il momento migliore per ripiantare i gigli? Qui molto dipende dalla varietà: il fatto è che fioriscono i gigli tempo diverso. Ma principio generale in questo modo: deve trascorrere almeno 1 mese dalla fioritura. Inizialmente, i bulbi sono gravemente esauriti, perdono peso e si allentano. Leggi completamente "
Tra tutti gli ortaggi a radice locali, le carote sono le più delicate e richiedono particolari cure durante la conservazione. Come conservare le carote fino alla primavera? A seconda delle tue capacità, scegli uno dei seguenti metodi. In ogni caso, non dovresti esitare a piantarlo per l'inverno: le radici rimosse dal terreno perdono facilmente umidità. Dopo aver tagliato le cime in modo da non ferire la testa della radice, ma anche senza lasciare alcuna vegetazione, le carote vengono selezionate e quelle screpolate, congelate o danneggiate vengono scartate. Quindi vengono adagiati in file in una scatola e ogni fila viene cosparsa di sabbia fluviale pulita, la cui umidità non supera il 25%. Leggi completamente "
Coloro che non sono ancora riusciti a ristabilire l'ordine nelle serre di cetrioli devono farlo prima dell'inizio delle gelate persistenti. Poiché gli agenti causali della maggior parte delle malattie dei cetrioli sono immagazzinati nelle cime, nelle radici e nei semi, tutti i resti delle piante essiccate devono essere bruciati. A proposito, puoi mettere la borragine verde nel compost solo se le piante sono sane, senza infezioni fungine e batteriche, anche le radici devono essere rimosse dal terreno, essiccate e distrutte dal fuoco.
Nutrizione minerale delle piante
La nutrizione delle piante consiste nel loro assorbimento dall'ambiente delle sostanze necessarie per i processi vitali, nonché nella loro distribuzione e utilizzo nel metabolismo. Durante il processo di fotosintesi, gli organismi vegetali sintetizzano sostanze organiche, alcune delle quali servono per costruire l'organismo stesso, altre come fonte di energia. Le sostanze organiche includono vari elementi chimici che entrano nelle piante dal terreno. La maggior parte delle piante assorbe l'acqua passivamente, con la forza, che si forma a causa della differenza tra pressione osmotica e turgore. Le piante che si sono adattate all'esistenza su substrati salini utilizzano il trasporto attivo dell'acqua contro il gradiente di concentrazione del sale, consumando per questo una parte significativa dei prodotti di assimilazione. Per questo motivo sono sempre brevi. Le piante assorbono i minerali attraverso l'assorbimento attivo. Tuttavia, le piante sono in grado non solo di assorbire minerali dalla soluzione del terreno, ma anche di dissolvere composti insolubili in acqua. Ciò è facilitato dalle secrezioni della pianta. acidi organici– mela, limone, ecc.
A causa della differenza nella concentrazione dei campi della soluzione del suolo e del citoplasma delle cellule dell'epiblema, osmosi – movimento del solvente dal terreno alle cellule ciliate. È noto che la concentrazione delle sostanze nelle cellule radicali aumenta dalla periferia al centro (gradiente di concentrazione). Di conseguenza, l'acqua e le sostanze in essa disciolte si spostano nei vasi del cilindro centrale della radice e si verifica una pressione radicale, sotto l'influenza della quale la soluzione si sposta verso lo stelo. Oltre alla pressione radicale (pompa dell'acqua inferiore), il movimento della soluzione attraverso i vasi favorisce anche il processo di traspirazione delle foglie (pompa dell'acqua superiore). Sotto l'influenza dell'elevata forza di adesione delle molecole d'acqua tra loro, nel sistema di conduzione della pianta si formano una sorta di colonne d'acqua. Tali colonne iniziano nei peli radicali e terminano negli stomi delle foglie. La pressione radicale pompa l'acqua nello xilema e la traspirazione ne assicura il trasporto all'altezza desiderata.
Il ruolo delle sostanze minerali nei processi vitali delle piante durante i diversi periodi della stagione di crescita è determinato dal metodo delle colture acquatiche. Una coltura acquatica è una pianta coltivata senza suolo in vasi con soluzioni acquose di sali minerali quando nella soluzione viene introdotta aria (aerazione della soluzione). In questo caso usano diverse varianti mezzi nutritivi, modificando il contenuto dei componenti in essi contenuti e confrontando la natura della vegetazione delle piante su questi mezzi con la vegetazione delle colture per la coltivazione delle quali viene utilizzato un insieme standard di sostanze.
Movimento di sostanze inorganiche e organiche lungo la radice. Il movimento dell'acqua e delle sostanze in essa disciolte in una pianta avviene principalmente in due modi: diffusione e flusso. La diffusione dell'acqua e delle sostanze avviene lungo un gradiente di concentrazione e il movimento del flusso avviene lungo un gradiente pressione idrostatica. L'acqua si muove attraverso i vasi, come attraverso i tubi, secondo le leggi generali dell'idrodinamica, e nelle cellule del parenchima - per osmosi, e il movimento dell'acqua nelle cellule viventi è molto più difficile.
Nella radice, il movimento dell'acqua e delle sostanze in essa disciolte inizia con il suo assorbimento da parte dei peli radicali. Dai peli allo xilema del cilindro centrale, l'acqua scorre attraverso il citoplasma delle cellule viventi della corteccia radicale, nonché attraverso le pareti cellulari. In questo modo l'acqua si muove lentamente e per brevi distanze. Infine, l'acqua e le sostanze in essa disciolte entrano nello xilema (linfa xilematica), quindi la linfa xilematica si muove attraverso i vasi xilematici a causa della pressione delle radici. Le sostanze organiche possono anche spostarsi lungo lo xilema della radice, ad esempio, riservare le sostanze della radice in primavera.
Fertilizzanti. Ad ogni raccolto, una certa parte dei minerali viene rimossa dal terreno e si esaurisce gradualmente. La fornitura degli elementi necessari viene reintegrata con fertilizzanti minerali (solfato di ammonio, urea, cloruro di potassio, perfosfato, roccia fosfatica; nitrato di potassio, calcio e sodio, ecc.) E organici (humus, torba, compost di torba, fertilizzanti verdi, escrementi di uccelli). , Quale forme diverse(polvere, soluzione) utilizzato in termini diversi a seconda del tipo di terreno, della sua fertilità e delle esigenze della pianta. Ad esempio, i fertilizzanti contenenti azoto vengono applicati prima della semina o all'inizio dell'estate. Durante il periodo di formazione dei frutti, le piante necessitano di più fosforo e potassio.
La quantità di fertilizzante da applicare al terreno viene determinata mediante un'analisi chimica del terreno. Sia l'eccesso di alcuni elementi nel terreno che la loro carenza possono influire negativamente sulla resa dei raccolti. I tempi di applicazione dei fertilizzanti sono determinati tenendo conto della loro capacità di dissolversi in acqua. I fertilizzanti scarsamente solubili (fosfati) e insolubili (organici) vengono applicati in autunno in modo che prima della primavera, sotto l'influenza degli organismi del suolo, si decompongono in composti minerali solubili in acqua ed entrano nel terreno con l'acqua di fusione. I fertilizzanti possono essere applicati in determinate fasi dello sviluppo della pianta come condimento superiore. Può essere secco (i fertilizzanti in polvere vengono sparsi) e bagnato (i fertilizzanti solubili vengono aggiunti al terreno).
Evaporazione dell'acqua da parte delle foglie (traspirazione)
L'acqua, proveniente dal terreno attraverso il sistema radicale nello stelo e nelle foglie, si muove attraverso gli spazi intercellulari ed evapora attraverso gli stomi.
La traspirazione favorisce l'ingresso di nuove quantità d'acqua nelle radici e la sua risalita lungo il fusto fino alle foglie. È un mezzo per adattare le piante alle condizioni di vita. Grazie all'evaporazione, nel corpo vegetale viene mantenuto un equilibrio costante di acqua nelle cellule. Inoltre, a causa del movimento diretto e del movimento dell’acqua nel corpo della pianta, si verifica il movimento e lo scambio di nutrienti tra i singoli organi. Infine, questo processo è regolamentato regime di temperatura nel corpo della pianta. L'evaporazione dell'acqua da parte delle piante è regolata dagli stomi. Con un elevato contenuto di acqua gli stomi si aprono e la traspirazione aumenta; con carenza di acqua, quando le piante appassiscono, gli stomi si chiudono e la traspirazione diventa difficoltosa. L'apporto di acqua alle foglie dalle radici è assicurato da tre forze: la forza di aspirazione delle cellule, la forza di adesione delle molecole d'acqua nel sistema di conduzione e la pressione radicale.
L'intensità dell'evaporazione dipende anche dalle condizioni di crescita della pianta e dalle sue proprietà biologiche. Le piante in luoghi asciutti, così come con tempo asciutto, fanno evaporare più acqua che con tempo asciutto. alta umidità. Oltre agli stomi, l'evaporazione dell'acqua è regolata anche da formazioni protettive sulla pelle delle foglie. Queste formazioni sono la cuticola, il rivestimento ceroso e la pubescenza con vari peli. Nelle piante succulente, la foglia si è trasformata in spine (cactus) e le sue funzioni sono svolte dallo stelo. Le piante che crescono in luoghi umidi hanno grandi lame fogliari, la cui pelle non presenta formazioni protettive. Le piante ombrose evaporano meno acqua di quelli che crescono senza ombra. Le piante evaporano molta acqua durante i venti secchi e il caldo, molto meno con tempo calmo e nuvoloso.
Il ruolo principale nell'evaporazione dell'acqua è svolto dagli stomi; l'intera superficie della foglia è parzialmente coinvolta in questo processo. Pertanto, viene fatta una distinzione tra traspirazione stomatica e cuticolare - attraverso la superficie della cuticola, che copre l'epidermide della foglia. La traspirazione cuticolare è significativamente inferiore alla traspirazione stomatica.
Poiché la traspirazione avviene principalmente attraverso gli stomi, dove penetra e diossido di carbonio Per lo svolgimento del processo di fotosintesi esiste una relazione tra l'evaporazione dell'acqua e l'accumulo di sostanza secca nella pianta. La quantità di acqua che viene evaporata da una pianta per produrre 1 g di sostanza secca è chiamata coefficiente di traspirazione. Il suo valore dipende dalle condizioni di crescita, dalle specie vegetali e dalla varietà.
Quando l'evaporazione è difficile nelle piante, si osserva la guttazione: il rilascio di goccioline d'acqua attraverso gli stomi d'acqua (idatodi). Questo fenomeno si verifica in natura al mattino, quando l'aria è satura di vapore acqueo, oppure prima della pioggia. Gli idatodi sono una struttura escretrice molto attiva. Tuttavia, sono classificati come parte del sistema escretore solo formalmente, poiché il prodotto dell'escrezione è l'acqua e non le sostanze escretrici. Il luogo di concentrazione degli idatodi è il bordo della foglia, principalmente le sommità dei dentelli, dove terminano gli elementi conduttori del kislem.
Un adattamento biologico delle piante per proteggersi dall'evaporazione è la caduta delle foglie, la caduta massiccia delle foglie durante i periodi freddi o caldi dell'anno.
