Градска научно-практическа конференция на ученици "Ден на науката"

Изследователски проект по темата:

„Въздействие на химикалите

за растежа и развитието на растенията"

Работата е изпълнена от: ученик от 9б клас

МБОУ "Гимназия №2"

Башкирева Мария

лидери:

учител по биология

Чараева Светлана Александровна, учител по химия

Русакова Елена Виталиевна

Курчатов

Въведение ……………………………………………………………………………… 3

Глава I. Теоретична част ……………………………………………………… 6

1.1 История на изследването ………………………………………………………… 6

1.2 Растения в условия на замърсяване на околната среда …………… 6

1.3 Ефектът на различни химикали върху живите организми ... 8

Глава II. Експериментална част …………………………… .. ………………………… 11

2.1 Описание на експеримента …………………………………………… 12

2.2. Резултати от изследването ………………………………………… .. 13

2.3. Микроскопско изследване ………………………………………… .. 14

Заключение ……………………………………………………………………… .15

Литература …………………………………………………………………… 16

Интернет ресурси ……………………………………………………… ..17

Въведение

Обосновка на избора на темата на проекта и нейната уместност

Значението на зелените растения в природата е голямо, те лекуват въздуха, обогатяват го с кислород, необходим за дишането на всички живи същества, и го пречистват от въглероден диоксид. За да растат и се развиват нормално растенията, са необходими благоприятни условия на околната среда. Необходимите условия са топлина, въздух, вода, храна, светлина. Поради замърсяването на околната среда, вредните съединения проникват в почвата и се абсорбират от нея от корените, което се отразява негативно на състоянието и растежа на флората. Нека разгледаме влиянието на някои фактори върху растежа на растенията под въздействието на химикали.

Един от най-опасните видове химическо замърсяване на природната среда е замърсяването с тежки метали, които включват желязо, цинк, никел, олово, мед и хром. Много тежки метали, като желязо, мед, цинк, молибден, участват в биологичните процеси и в определени количества са микроелементи, необходими за функционирането на растенията, животните и хората. От друга страна тежките метали и техните съединения могат да имат вредно въздействие върху човешкия организъм, да се натрупват в тъканите, причинявайки редица заболявания. Металите без полезна роля в биологичните процеси, като олово и живак, се класифицират като токсични метали.

Сред различните замърсители тежките метали (включително живак, олово, кадмий, цинк) и техните съединения се отличават със своето разпространение, висока токсичност и много от тях също имат способността да се натрупват в живите организми. Те се използват широко в различни промишлени индустрии, следователно, въпреки мерките за пречистване, съдържанието на съединения на тежки метали в промишлените отпадъчни води е доста високо. Те също влизат в околната среда с битови отпадъчни води, дим и прах от промишлени предприятия. Много метали образуват стабилни органични съединения, добрата разтворимост на тези комплекси насърчава миграцията на тежки метали в естествените води.

Студенти, специализанти, млади учени, които използват базата от знания в своето обучение и работа, ще ви бъдат много благодарни.

публикувано на http://www.allbest.ru/

публикувано на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО НА РЕПУБЛИКА БЕЛАРУС

Образователна институция

„ДЪРЖАВА МОЗИР

ПЕДАГОГИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ им. I.P. ШАМЯКИН"

КАТЕДРА ПО БИОЛОГИЯ

КАФЕДРА ПО УПРАВЛЕНИЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА И ЗАЩИТА НА ПРИРОДАТА

Курсова работа по дисциплина

"Физиология на растенията"

Влиянието на минералите върху растежа и развитието на растенията

Изпълнител:

Богданович Владимир Григориевич

МОСИР 2011

ВЪВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПРЕГЛЕД НА ЛИТЕРАТУРАТА

1.3 Фосфор

1.6 Калций

1.7 Магнезий

3.4 Липса на азот

3.5 Липса на фосфор

3.6 Липса на сяра

3.7 Липса на калий

3.8 Липса на калций

3.9 Липса на магнезий

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕН СПИСЪК

ВЪВЕДЕНИЕ

растение с минерални вещества

Минералното хранене на растенията е съвкупност от процеси на усвояване, движение и усвояване от растенията на химически елементи, получени от почвата под формата на йони на минерални соли.

Всеки химичен елемент играе специална роля в живота на растението.

Азотът е неразделна част от аминокиселините, градивните елементи, от които са изградени протеините. Азотът е включен и в много други съединения: пурини, алкалоиди, ензими, регулатори на растежа, хлорофил и клетъчни мембрани

Фосфорът се усвоява от растението под формата на соли на фосфорната киселина (фосфати) и се намира в него в свободно състояние или заедно с протеини и други органични вещества, които изграждат плазмата и ядрото.

Сярата се абсорбира от растението под формата на соли на сярна киселина и е част от протеините и етеричните масла.

Калият е концентриран в младите органи, богати на плазма, както и в органите за натрупване на резервни вещества - семена, грудки, вероятно играе ролята на неутрализатор на киселинната реакция на клетъчния сок и участва в тургора.

Магнезият се намира в растението на същото място като калия и освен това е част от хлорофила.

Калцият се натрупва в органите на възрастните, особено в листата, служи като неутрализатор на вредната за растението оксалова киселина и го предпазва от токсичното въздействие на различни соли и участва в образуването на механични мембрани.

Освен тези жизненоважни елементи, определено значение имат натриевия хлорид, манган, желязо, флуор, йод, бром, цинк, кобалт, които стимулират растежа на растенията и др.

Цел: Изучаване на влиянието на минералите върху растежа и развитието на растенията.

1. Да се ​​проучи материала за основните видове минерални вещества и тяхното влияние върху растежа и развитието на растенията.

2. Запознайте се с методите за определяне на минерали в растителните тъкани.

3. Идентифицирайте симптомите на недостатъчни и излишни минерали в растенията

ГЛАВА 1. ПРЕГЛЕД НА ЛИТЕРАТУРАТА

Растенията са в състояние да абсорбират от околната среда в по-големи или по-малки количества почти всички елементи от периодичната таблица. Междувременно за нормалния жизнен цикъл на растителния организъм е необходима само определена група основни хранителни вещества, чиито функции в растението не могат да бъдат заменени от други химични елементи. Тази група включва следните 19 елемента:

Сред тези основни хранителни елементи само 16 са всъщност минерални, тъй като C, H и O влизат в растенията главно под формата на CO 2, O 2 и H 2 O. Елементите Na, Si и Co са дадени в скоби, тъй като са необходими за всички висши растения все още не са установени. Натрият се абсорбира в относително високи количества от някои видове от това семейство. Chenopodiaceae (хамстери), по-специално цвекло, както и видове, адаптирани към условията на засоляване, в този случай е необходимо. Същото важи и за силиция, който се намира в особено големи количества в зърнената слама; за ориза той е основен елемент.

Първите четири елемента - C, H, O, N - се наричат ​​органогени. Въглеродът представлява средно 45% от сухата маса на тъканите, кислородът - 42, водородът - 6,5 и азотът - 1,5, а всички заедно - 95%. Останалите 5% се падат на пепелни вещества: P, S, K, Ca, Mg, Fe, Al, Si, Na и др. Минералният състав на растенията обикновено се преценява чрез анализа на пепелта, останала след изгарянето на органичната материя на растения. Съдържанието на минерални елементи (или техните оксиди) в растението обикновено се изразява като процент спрямо масата на сухото вещество или като процент от масата на пепелта. Пепелните вещества, изброени по-горе, се наричат ​​​​макронутриенти.

Елементите, които присъстват в тъканите в концентрации от 0,001% или по-малко от сухата маса на тъканите, се наричат ​​микроелементи. Някои от тях играят важна роля в метаболизма (Mn, Cu, Zn, Co, Mo, B, C1).

Съдържанието на един или друг елемент в растителните тъкани е променливо и може да варира значително под влияние на факторите на околната среда. Например, Al, Ni, F и други могат да се натрупват в растенията до токсични нива. Сред висшите растения има видове, които рязко се различават по съдържанието на такива елементи в тъканите като Na, както вече беше споменато, и Са, във връзка с което се разграничават групи растения натриефил, калциофил (повечето бобови растения, включително боб, боб, детелина ), калциофоби (лупина, бяла риба, киселец и др.). Тези специфични особености се дължат на естеството на почвата в местата на произход и местообитания на вида, определена генетично фиксирана роля, която тези елементи играят в метаболизма на растенията.

Най-богати на минерални елементи са листата, в които пепелта може да бъде от 2 до 15% от масата на сухото вещество. Минималното съдържание на пепел (0,4-1%) е установено в стволовете на дърветата.

Азотът е открит през 1772 г. от шотландския химик, ботаник и лекар Д. Ръдърфорд като газ, който не поддържа дишането и горенето. Затова се наричаше азот, което означава "неживот". Азотът обаче е компонент на протеините, нуклеиновите киселини и много жизненоважни органични вещества. Премахването на липсата на някои есенциални азотсъдържащи съединения – аминокиселини, витамини и др. – е най-остър проблем на човешките хранителни програми.

Азотът е един от най-разпространените елементи в природата. Основните му форми на Земята са свързаният азот от литосферата и газообразният молекулен азот (N 2) на атмосферата, който съставлява 75,6% от масата на въздуха. Според изчисленията запасите на N 2 в атмосферата се оценяват на 4 * 10 15 т. Въздушен стълб над 1 m 2 от земната повърхност съдържа 8 тона азот. Молекулният азот като такъв обаче не се усвоява от висшите растения и може да бъде превърнат във форма, достъпна за тях само благодарение на активността на азотфиксиращите микроорганизми.

Запасите от свързан азот в литосферата също са значителни и се оценяват на 18 * 10 15 т. Въпреки това само минимална част от литосферния азот на Земята е концентрирана в почвата, а само 0,5 - 2% от общия запас в почвата е пряко достъпна за растенията. 1 ha обработваем чернозем съдържа средно не повече от 200 kg азот, достъпен за растенията, а при подзолите количеството му е 3-4 пъти по-малко. Този азот се представя главно под формата на NH 4 + - и NO 3 -йони.

Микроорганизми, фиксиращи азот. Микроорганизмите, осъществяващи биологична азотфиксация, могат да се разделят на две основни групи: а) свободно живеещи азотфиксатори и б) микроорганизми, живеещи в симбиоза с висши растения.

Свободно живеещите азотфиксатори - хетеротрофи, изискват въглехидратен хранителен източник и поради това често се свързват с микроорганизми, способни да разграждат целулозата и други полизахариди. Бактериите от родовете Azotobacter и Beijerinckia, като правило, се заселват на повърхността на корените на висшите растения. Такива асоциации се обясняват с факта, че бактериите използват продукти, секретирани от корените в ризосферата като източник на въглерод.

Напоследък много внимание се отделя на цианобактериите, по-специално на Tolypothrix tenius. Обогатяването на оризови полета с тях повишава добива на ориз средно с 20%. Като цяло селскостопанската стойност на свободно живеещите азотфиксатори не е толкова голяма. В умерен климат годишното фиксиране на азот от тях по правило е няколко килограма азот на хектар, но при наличието на благоприятни условия в почвата (например голямо количество органични остатъци) може да достигне 20-40 кг N/ha.

Групата на симбиотичните азотфиксатори включва предимно бактерии от рода Rhizobium, които образуват възли по корените на бобови растения, както и някои актиномицети и цианобактерии. В момента има около 190 растителни вида от различни семейства, които са в състояние да усвояват азот симбиотично. Сред тях има някои дървета и храсти: елша, дървесна камбала, лос, морски зърнастец и др. Нодулите, израстващи по корените на елша и някои други небобови растения, се обитават от актиномицети от рода Frankia.

Най-голям интерес за селското стопанство представляват нодулните бактерии от рода Rhizobium, които живеят в симбиоза с бобови растения и фиксират средно от 100 до 400 kg N/ha годишно. Сред бобовите растения люцерната може да натрупа до 500 - 600 kg N / ha годишно, детелина - 250 - 300, лупина - 150, фуражни зърна, грах, фасул - 50 - 60 kg N / ha. Поради растителните остатъци и зеления тор, тези растения значително обогатяват почвата с азот.

Запасите от азот в почвата могат да се попълват по различни начини. При отглеждането на селскостопански култури се отделя голямо внимание на внасянето на минерални торове. В естествени условия основната роля принадлежи на специализирани групи микроорганизми. Това са азотфиксатори, както и почвени бактерии, способни да минерализират и преобразуват във формата NH 4 + или NO 3 - органичен азот от растителни и животински остатъци, недостъпни за растенията, и азот от хумус, които представляват основната част от почвения азот.

Съдържанието на азот, достъпен за растенията в почвата, се определя не само от микробиологичните процеси на органична азотна минерализация и азотфиксация, но и от скоростта на усвояване на азот от растенията и извличането му от почвата, но и от загубите на азот в почвата. процес на денитрификация, осъществяван от анаеробни микроорганизми, способни да редуцират йона NO 3 до газообразен N 2. Този процес е особено интензивен при влажни, наводнени, слабо аерирани почви, особено в оризови полета.

По този начин азотът е много лабилен елемент, циркулиращ между атмосферата, почвата и живите организми.

1.3 Фосфор

Фосфорът, подобно на азота, е най-важният елемент от храненето на растенията. Той се абсорбира от тях под формата на висшия оксид PO 4 3- и не се променя, като се включва в органични съединения. В растителните тъкани концентрацията на фосфор е 0,2-1,3% от сухото тегло на растението.

Форми на фосфорни съединения, достъпни за растенията

Запасите от фосфор в горния почвен слой са относително малки, около 2,3 - 4,4 t/ha (по отношение на P 2 O 5). От това количество 2/3 се пада на минералните соли на ортофосфорната киселина (H 3 PO 4), а 1/3 - на органичните съединения, съдържащи фосфор (органични остатъци, хумус, фитат и др.). Фитатите представляват до половината от органичния фосфор в почвата. Повечето от фосфорните съединения са слабо разтворими в почвен разтвор. Това, от една страна, намалява загубата на фосфор от почвата поради излугване, но, от друга страна, ограничава възможностите за използването му от растенията.

Основният естествен източник на фосфор, постъпващ в обработваемия слой, е изветряването на основната скала, където се съдържа основно под формата на апатити 3Ca 3 (P0 4) 2 * CaF 2 и др. Тризаместени фосфорни соли на калций и магнезий и соли на желязо и алуминиеви полуокиси (FeP0 4, AIPO 4 в кисели почви) са слабо разтворими и недостъпни за растенията. Двуосновните и особено монозаместените калциеви и магнезиеви соли, особено солите на едновалентните катиони и свободната ортофосфорна киселина, са водоразтворими и се използват от растенията като основен източник на фосфор в почвения разтвор. Растенията също така могат да усвояват някои органични форми на фосфор (захарни фосфати, фитин). Концентрацията на фосфор в почвения разтвор е ниска (0,1 - 1 mg / l). Фосфорът на органичните остатъци и хумуса се минерализира от почвените микроорганизми и по-голямата част от него се превръща в слабо разтворими соли. Растенията получават фосфор от тях, което го прави по-мобилен. Това се постига благодарение на отделянето на органични киселини от корените, които хелатират двувалентни катиони и подкиселяват ризосферата, улеснявайки прехода HPO 4 3 -> HPO 4 2 -> HP0 4 -. Някои селскостопански култури усвояват добре слабо разтворимите фосфати (лупина, елда, грах). Тази способност на растенията се увеличава с възрастта.

Участието на фосфора в метаболизма

В растителните тъкани фосфорът присъства в органична форма и под формата на ортофосфорна киселина и нейните соли. Той е част от протеини (фосфопротеини), нуклеинови киселини, фосфолипиди, фосфорни естери на захари, нуклеотиди, участващи в енергийния метаболизъм (АТФ, NAD+ и др.), витамини и много други съединения.

Фосфорът играе особено важна роля в енергетиката на клетката, тъй като е под формата на високоенергийни етерни връзки на фосфор (C - O ~ P) или пирофосфатни връзки в нуклеозидни ди-, нуклеозидни трифосфати и в полифосфати тази енергия е съхранявани в жива клетка. Тези връзки имат висок стандарт свободна енергия на хидролиза (например 14 kJ / mol за глюкозо-6-фосфат и AMP, 30,5 за ADP и ATP и 62 kJ / mol за фосфоенолпируват). Това е толкова универсален начин за съхранение и използване на енергия, че почти всички метаболитни пътища включват определени фосфорни естери и (или) нуклеотиди, а състоянието на адениновата нуклеотидна система (енергиен заряд) е важен механизъм за контролиране на дишането.

Под формата на стабилен диестер, фосфатът е част от структурата на нуклеиновите киселини и фосфолипидите. В нуклеиновите киселини фосфорът образува мостове между нуклеозидите, като ги комбинира в гигантска верига. Фосфатът прави фосфолипида хидрофилен, докато останалата част от молекулата е липофилна. Следователно, на интерфейса между фазите в мембраните, фосфолипидните молекули са ориентирани полярно, с техните фосфатни краища навън, а липофилното ядро ​​на молекулата е здраво задържано в липидния двуслой, стабилизирайки мембраната.

Друга уникална функция на фосфора е участието му във фосфорилирането на клетъчните протеини с помощта на протеин кинази. Този механизъм контролира много метаболитни процеси, тъй като включването на фосфат в протеиновата молекула води до преразпределение на електрическите заряди в нея и в резултат на това до модификация на нейната структура и функция. Фосфорилирането на протеини регулира процеси като РНК и протеинов синтез, клетъчно делене, диференциация и много други.

Основната резервна форма на фосфор в растенията е фитинът - калциево-магнезиевата сол на инозитол фосфорната киселина (инозитол хексафосфат):

В семената се натрупват значителни количества фитин (0,5 - 2% сухо тегло), което представлява до 50% от общия фосфор в тях.

Радиалното движение на фосфора в зоната на поглъщане на корена към ксилемата се извършва по протежение на симпласта, като концентрацията му в кореновите клетки е десетки - стотици пъти по-висока от концентрацията на фосфат в почвения разтвор. Транспортирането по ксилемата се извършва основно или изцяло под формата на неорганичен фосфат; в тази форма достига до листата и зоните на растеж. Фосфорът, подобно на азота, лесно се преразпределя между органите. От листните клетки той навлиза в ситовите тръби и се транспортира през флоемата до други части на растението, особено до нарастващите шишарки и развиващите се плодове. Подобен отлив на фосфор се получава от стареещите листа.

Сярата е едно от основните хранителни вещества за живота на растенията. В тях влиза основно под формата на сулфат. Съдържанието му в растителните тъкани е сравнително ниско и възлиза на 0,2-1,0% спрямо сухото тегло. Нуждата от сяра е висока при растения, богати на протеини, например бобови растения (люцерна, детелина), но тя е особено изразена при представители на семейство кръстоцветни, които синтезират в големи количества сяросъдържащи синапени масла.

В почвата сярата се намира в неорганични и органични форми. В повечето почви преобладава органичната сяра от растителни и животински остатъци, а в торфените почви тя може да представлява до 100% от цялата сяра. Основната неорганична форма на сярата в почвата е сулфат, който може да бъде под формата на соли CaSO 4, MgSO 4, Na 2 SO 4 в почвен разтвор в йонна форма или адсорбиран върху почвени колоиди. В засолените Na 2 SO 4 почви съдържанието на сулфат може да достигне 60% от масата на почвата. В наводнените почви сярата е в редуцирана форма под формата на FeS, FeS 2 или H 2 S. Общото съдържание на сяра в почвите на умерените климатични зони е средно 0,005-0,040%.

Растенията абсорбират сяра главно под формата на сулфат. Трансмембранният трансфер на сулфат се осъществява при сътранспорт с Н + или в замяна на НСО 3 - йони. По-малко окислените (SO 2) или повече редуцирани (H 3 S) неорганични серни съединения са токсични за растенията. Растенията и органичните съединения (аминокиселини), съдържащи редуцирана сяра, се възприемат много слабо.

Сярата се намира в растенията в две основни форми – окислена (под формата на неорганичен сулфат) и редуцирана. Абсолютното съдържание и съотношението на окислени и редуцирани форми на сяра в растителните органи зависи както от активността на процесите на редукция и асимилация на сулфата, така и от концентрацията на SO 4 2- в хранителната среда.

Част от абсорбираната от растението сяра се задържа в сулфатния басейн на корените, вероятно под формата на CaSO 4 или метаболитен сулфат, който се образува новообразуван в резултат на вторично окисление на редуцирана сяра. Основната част от сулфата се придвижва от корените към съдовете на ксилема и се транспортира с транспирационния ток до младите растящи органи, където интензивно се включва в метаболизма и губи своята подвижност.

От листата, сулфатът и редуцираните форми на сяра (съдържащи сяра аминокиселини, глутатион) могат да се движат по флоемата както акропетално, така и базипетално до растящи части на растения и органи за съхранение. В семената сярата е предимно в органична форма и в процеса на тяхното покълване тя частично преминава в окислена форма. По време на узряването на семената се наблюдава намаляване на сулфата и синтеза на аминокиселини и протеини, съдържащи сяра.

Делът на сулфата в общия баланс на сяра в тъканите може да варира от 10 до 50% или повече. То е минимално при младите листа и рязко нараства със стареенето поради повишеното разграждане на съдържащите сяра протеини.

Сярата е част от най-важните аминокиселини - цистеин и метионин, които могат да бъдат намерени в растенията, както в свободна форма, така и в протеини. Метионинът е една от 10-те незаменими аминокиселини и благодарение на своята сярна и метилова група има уникални свойства.

Една от основните функции на сярата в протеините и полипептидите е участието на SH-групите в образуването на ковалентни, водородни, меркаптидни връзки, които поддържат триизмерната структура на протеина.

Сярата също е част от най-важните биологични съединения - коензим А и витамини (липоева киселина, биотин, тиамин) и под формата на тези съединения участва в ензимните реакции на клетката.

Калият е един от най-важните елементи на минералното хранене на растенията. Съдържанието му в тъканите е средно 0,5 - 1,2% изчислено на сухо тегло. Дълго време пепелта служи като основен източник на калий, което е отразено в името на елемента (калий идва от думата potashes - тигелна пепел). Съдържанието на калий в клетката е 100-1000 пъти по-високо от нивото му във външната среда. Той е много по-изобилен в тъканите от другите катиони.

Запасите на калий в почвата са 8 - 40 пъти по-големи от съдържанието на фосфор, а на азот - 5 - 50 пъти. В почвата калият може да бъде в следните форми: в състава на кристалната решетка от минерали, в обменно и необменно състояние в колоидни частици, в състава на растителни остатъци и микроорганизми, под формата на минерални соли на почвения разтвор.

Най-добрият източник на хранене са разтворимите калиеви соли (0,5 - 2% от брутните запаси в почвата). Тъй като подвижните форми на калий се изразходват, неговите запаси в почвата могат да се попълват поради обменни форми, а с намаляване на последните, поради незаменяеми, фиксирани форми на калий. Редуването на изсушаване и овлажняване на почвата, както и дейността на кореновата система на растенията и микроорганизмите, допринасят за преминаването на калия в достъпни форми.

В растенията калият е най-концентриран в младите, растящи тъкани, характеризиращи се с високо ниво на метаболизъм: меристеми, камбия, млади листа, издънки, пъпки. В клетките калият присъства предимно в йонна форма, той не е част от органичните съединения, има висока подвижност и следователно лесно се използва повторно. Преместването на калия от старите към младите листа се улеснява от натрия, който може да го замести в тъканите на растенията, които са спрели да растат.

В растителните клетки около 80% от калия се съдържа във вакуоли. Той съставлява по-голямата част от катионите в клетъчния сок. Следователно калият може да се измие от растенията от дъжд, особено от стари листа. При калиево гладуване се нарушава ламеларно-грануларната структура на хлоропластите, а мембранните структури на митохондриите са дезорганизирани. До 20% от клетъчния калий се адсорбира върху цитоплазмените колоиди. На светлина силата на връзката на калия с колоидите е по-висока, отколкото на тъмно. През нощта може да се наблюдава дори освобождаването на калий през кореновата система на растенията.

Калият допринася за поддържането на състоянието на хидратация на цитоплазмените колоиди, като регулира капацитета им за задържане на вода. Увеличаването на хидратацията на протеините и водозадържащия капацитет на цитоплазмата повишава устойчивостта на растенията към суша и замръзване.

Калият е от съществено значение за усвояването и транспортирането на водата през растението. Изчисленията показват, че работата на "мотора от долния край", тоест коренното налягане, е 3/4 поради наличието на калиеви йони в сока. Калият е важен в процеса на отваряне и затваряне на устицата. В светлината във вакуолите на защитните клетки на устицата концентрацията на калиеви йони се увеличава рязко (с 4-5 пъти), което води до бързо навлизане на вода, повишаване на тургора и отваряне на устната цепнатина . На тъмно калият започва да напуска защитните клетки, тургорното налягане в тях спада и устицата се затварят.

Калият се усвоява от растенията като катион и образува само слаби връзки с различни съединения в клетката. Вероятно затова именно калият създава йонна асиметрия и разликата в електрическите потенциали между клетката и околната среда (мембранен потенциал).

Калият е един от катионите - активатори на ензимните системи. Понастоящем е известно, че повече от 60 ензима се активират от калий с различна степен на специфичност. Необходим е за включването на фосфат в органични съединения, реакции на трансфер на фосфатни групи, за синтеза на протеини и полизахариди и участва в синтеза на рибофлавин, компонент на всички флавиндехидрогенази. Под въздействието на калия се увеличава натрупването на нишесте в картофените клубени, захароза в захарното цвекло, монозахариди в плодовете и зеленчуците, целулоза, хемицелулози и пектинови вещества в клетъчната стена на растенията. В резултат на това се повишава устойчивостта на зърнената слама към полягане и се подобрява качеството на влакната на лена и конопа. Достатъчното снабдяване с калий на растенията повишава устойчивостта им към гъбични и бактериални заболявания.

1.6 Калций

Общото съдържание на калций в различните растителни видове е 5-30 mg на 1 g сухо тегло. Растенията по отношение на калция са разделени на три групи: калциофили, калциофоби и неутрални видове. Бобовите растения, елдата, слънчогледът, картофите, зелето, конопът съдържат много калций, зърнените храни, ленът, а захарното цвекло съдържа много по-малко калций. В тъканите на двусемеделните растения този елемент като правило е по-голям, отколкото при едносемеделните.

Калцият се натрупва в старите органи и тъкани. Това се дължи на факта, че транспортирането му се извършва по ксилемата и рециклирането му е трудно. При стареене на клетките или намаляване на тяхната физиологична активност, калцият от цитоплазмата се премества във вакуола и се отлага под формата на неразтворими соли на оксалова, лимонена и други киселини. Получените кристални включвания възпрепятстват подвижността и повторното използване на този катион.

При повечето култивирани растения калцият се натрупва във вегетативните органи. В кореновата система съдържанието му е по-ниско, отколкото в надземната част. В семената калцият присъства главно като сол на инозитол фосфорна киселина (фитин).

Калцият изпълнява различни функции в метаболизма на клетките и тялото като цяло. Те са свързани с неговото въздействие върху структурата на мембраните, йонните потоци през тях и биоелектричните явления, върху пренареждането на цитоскелета, процесите на поляризация на клетките и тъканите и др.

Калцият активира редица клетъчни ензимни системи: дехидрогенази (глутамат дехидрогеназа, малат дехидрогеназа, глюкозо-6-фосфат дехидрогеназа, NADP-зависима изоцитрат дехидрогеназа), b амилаза, аденилат и аргинин кинази, липази, фосфатази. В този случай калцият може да насърчи агрегирането на протеинови субединици, да служи като мост между ензима и субстрата и да повлияе на състоянието на алостеричния център на ензима. Излишъкът от калций в йонна форма инхибира окислителното фосфорилиране и фотофосфорилирането.

Ca 2+ йони играят важна роля в стабилизирането на мембраната. Взаимодействайки с отрицателно заредени фосфолипидни групи, той стабилизира мембраната и намалява нейната пасивна пропускливост. При липса на калций пропускливостта на мембраните се увеличава, появяват се техните разкъсвания и фрагментация и се нарушават процесите на мембранен транспорт.

Важно е да се отбележи, че почти целият капацитет за катионен обмен на повърхността на корена е зает от калций и отчасти от Н +. Това показва участието на калция в първичните механизми на навлизане на йони в кореновите клетки. Чрез ограничаване на притока на други йони в растенията, калцият помага за премахване на токсичността на излишните концентрации на амоний, алуминий, манган, железни йони, повишава устойчивостта на растенията към соленост и намалява киселинността на почвата. Именно калцият най-често действа като балансиращ йон при създаване на физиологичен баланс на йонния състав на околната среда, тъй като съдържанието му в почвата е доста високо.

Повечето видове почви са богати на калций, а изразеното калциево гладуване е рядко, например при силна киселинност или соленост на почвите, на торфища, с нарушение на развитието на кореновата система, при неблагоприятни метеорологични условия.

1.7 Магнезий

По съдържание в растенията магнезият се нарежда на четвърто място след калий, азот и калций. При висшите растения средното му съдържание на сухо тегло е 0,02 - 3,1%, при водораслите 3,0 - 3,5%. Особено много е в растенията с къс ден – царевица, просо, сорго, коноп, както и в картофите, цвеклото, тютюна и бобовите растения. 1 кг пресни листа съдържа 300 - 800 мг магнезий, от които 30 - 80 мг (т.е. 1/10 част) е част от хлорофил. Магнезият е особено богат в младите клетки и растящите тъкани, както и в генеративните органи и съхраняващите тъкани. При кариопсите магнезият се натрупва в ембриона, където нивото му е няколко пъти по-високо от съдържанието в ендосперма и кората (за царевицата съответно 1,6, 0,04 и 0,19% на сухо тегло).

Натрупването на магнезий в младите тъкани се улеснява от относително високата му подвижност в растенията, което води до вторичната му употреба (повторно използване) от стареещите тъкани. Степента на повторно използване на магнезия обаче е много по-ниска от тази на азота, фосфора и калия. Лесната подвижност на магнезия се обяснява с факта, че около 70% от този катион в растението е свързан с аниони на органични и неорганични киселини. Движението на магнезия се осъществява както по ксилемата, така и по флоемата. Една част от магнезия образува неразтворими съединения, които не могат да се движат през растението (оксалат, пектат), другата част е свързана с високомолекулни съединения. В семената (ембрион, черупка) по-голямата част от магнезия се намира във фитина.

И накрая, около 10-12% магнезий се намира в хлорофила. Тази последна функция на магнезия е уникална: никой друг елемент не може да го замени в хлорофила. Магнезият е необходим за синтеза на протопорфирин IX, прекият предшественик на хлорофилите.

На светлина магнезиевите йони се освобождават от тилакоидната кухина в стромата на хлоропласта. Увеличаването на концентрацията на магнезий в стромата активира RDF карбоксилазата и други ензими. Предполага се, че повишаването на концентрацията на Mg 2 + (до 5 mmol / L) в стромата води до увеличаване на афинитета на RDF карбоксилазата към CO 2 и активиране на редукцията на CO 2. Магнезият може пряко да повлияе на конформацията на ензима, както и да осигури оптимални условия за неговата работа, като влияе върху pH на цитоплазмата като противойон на протоните. Калиевите йони могат да действат по подобен начин. Магнезият активира редица реакции на пренос на електрони по време на фотофосфорилиране: намаляване на NADP +, скорост на реакцията на Хил, необходимо е за трансфера на електрони от PS II към PS I.

Ефектът на магнезия върху други метаболитни места най-често се свързва със способността му да регулира работата на ензимите и значението му за редица ензими е уникално. Само манганът може да замени магнезия в някои процеси. Въпреки това, в повечето случаи, активирането на ензимите от магнезий (в оптимална концентрация) е по-високо, отколкото от манган.

Магнезият е от съществено значение за много ензими на гликолизата и цикъла на Кребс. В митохондриите, с неговия дефицит, се наблюдава намаляване на броя, нарушаване на формата и в крайна сметка изчезване на кристи. Девет от дванадесетте реакции на гликолиза изискват активиращи метали, а шест от тях се активират от магнезий.

Магнезият засилва синтеза на етерични масла, каучук, витамини А и С. Предполага се, че образувайки комплексно съединение с аскорбинова киселина, той забавя окисляването му. Mg2 + е необходим за образуването на рибозоми и полизоми, за активирането на аминокиселини и синтеза на протеини и се използва за всички процеси при концентрация най-малко 0,5 mmol / L. Той активира ДНК и РНК полимеразите, участва в образуването на специфична пространствена структура на нуклеиновите киселини.

С увеличаване на степента на снабдяване с магнезий в растенията се увеличава съдържанието на органични и неорганични форми на фосфорни съединения. Този ефект вероятно е свързан с ролята на магнезия в активирането на ензимите, участващи в метаболизма на фосфора.

Растенията изпитват липса на магнезий главно на песъчливи почви. Подзолистите почви са бедни на магнезий и калций, богати на серозем; черноземите заемат междинно положение. Водоразтворим и обменен магнезий в почвата е 3-10%. Почвопоглъщащият комплекс съдържа най-много калциеви йони, магнезият е на второ място. Растенията изпитват липса на магнезий, когато той съдържа по-малко от 2 mg на 100 g почва. С намаляване на рН на почвения разтвор магнезият навлиза в растенията в по-малки количества.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛИ И МЕТОДИ НА ИЗСЛЕДВАНЕ

2.1 Методи за определяне на минерали

Определянето на съдържанието на всеки химичен елемент в растението включва като задължителна процедура, предхождаща самото определяне, етапа на разлагане (смилане) на пробата.

В практиката на биохимичния анализ се използват основно два метода - сухо и мокро опепеляване. И в двата случая процедурата осигурява минерализация на всички елементи, тоест превръщането им във форма, разтворима в един или друг неорганичен разтворител.

Мокрото опепеляване е основният начин за разлагане на органичните съединения на азота и фосфора, а в някои случаи е по-надеждно при определянето на много други елементи. При определяне на бор може да се използва само сухо опепеляване, тъй като повечето от борните съединения се изпаряват с вода и киселинни пари.

Методът на сухо опепеляване е приложим за анализ на съдържанието на почти всички макро- и микроелементи в биологичния материал. Обикновено сухото опепеляване на растителни проби се извършва в електрическа муфелна пещ в порцеланови, кварцови или метални тигели (или чаши) при температура не по-висока от 450-500 ° C. Кварцовите тигели са най-добри, но тигелите, направени от огнеупорно стъкло или обикновено се използва порцелан. Някои специални изследвания може да изискват платинени тигели. Ниската температура по време на горене и правилният избор на материала на тигела позволяват да се избегнат загуби от изпаряване и загуби поради образуването на оксиди на аналита, които са слабо разтворими в солна киселина. Оксидите могат да възникнат при реакция с материала, от който са направени тигелите.

2.2 Микрохимичен анализ на пепел

Материали и оборудване: пепел, получена от изгаряне на листа, семена, дървесина; 10% разтвори на HCl и NH3, 1% разтвори на следните соли в капкомер: Na 2 HCO 3, NaHC 4 H 4 O 6, K 4, (NH 4) 2 MoO 4 в 1% HNO 3, 1% H 2SO разтвор 4; епруветки, стъклени фунии с диаметър 4-5 см, метални шпатули или шпатули за очи, стъклени предметни предмети, стъклени пръчки, салфетки или парчета филтърна хартия, хартиени филтри, шайби или колби с дестилирана вода, чаши за вода за промиване.

Кратка информация:

При изгаряне на тъканите органогенните елементи (C; H; O; N) се изпаряват под формата на газообразни съединения и остава негорима част - пепел. Съдържанието му в различните органи е различно: в листа - до 10-15%, в семената - около 3%, в дървесината - около 1%. По-голямата част от пепелта е в живи, активно функциониращи тъкани, например в мезофила на листата. Неговите клетки съдържат хлорофил и много ензими, които включват елементи като магнезий, желязо, мед и др. Поради високата метаболитна активност на живите тъкани те съдържат и значително количество калий, фосфор и други елементи. Съдържанието на пепел зависи от състава на почвата, върху която расте растението, както и от неговата възраст и биологична природа. Органите на растенията се различават не само по количествения, но и по качествения състав на пепелта.

Микрохимичният метод дава възможност да се открият редица елементи в пепелта на растенията. Методът се основава на способността на някои реагенти, когато взаимодействат с пепелни елементи, да дават съединения, които се различават по специфичен цвят или кристална форма.

Напредък

Поставя се част от изсушения материал (дървесни стърготини, листа и натрошени семена) в тигел с малко алкохол и се запалва. Повторете процедурата 2-3 пъти. След това прехвърлете тигела в електрическа печка и запалете, докато овъгленият материал придобие пепелявосив цвят. Остатъците от въглища трябва да се изгорят, като тигелът се постави в муфелна пещ за 20 минути.

За откриване на Ca, Mg, P и Fe е необходимо да се добави порция пепел към епруветката със стъклена шпатула за очи, да се излеят 4 ml 10% HCl и да се разклати няколко пъти за по-добро разтваряне. За откриване на калий същото количество пепел трябва да се разтвори в 4 ml дестилирана вода и да се филтрира в чиста епруветка през малък хартиен филтър. След това със стъклена пръчка нанесете малка капка екстракт от пепел върху чисто предметно стъкло, до него, на разстояние 10 mm, капка реагент и свържете две капки с джъмпер с пръчка. (Всеки реагент се прилага с отделна пипета). Кристализацията на реакционните продукти ще настъпи в точката на контакт на разтворите (смесването на две капки е нежелателно, тъй като поради бързата кристализация се образуват малки нетипични кристали; освен това, когато капката изсъхне, кристалите на изходните соли могат форма).

След това отстранете капките от останалите разтвори от стъклото с парчета филтърна хартия и разгледайте кристалите под микроскоп без покривно стъкло. След всяка реакция изплакнете стъклената пръчка с вода и подсушете с филтърна хартия.

За откриване на калий се използва 1% кисел натриев тартарат. В резултат на реакцията с екстракта от пепел се образуват кристали кисел калиев тартарат KHC 4 H 4 O 6, които имат вид на големи призми. Екстрактът от калий във вода трябва първо да се неутрализира, тъй като реакционният продукт е разтворим в кисела и алкална среда. Реакцията протича според уравнението:

NaHC 4 H 4 O 6 + K + > KNS 4 H 4 O 6 v + Na +.

Откриването на калций се извършва с 1% сярна киселина, реакцията протича по уравнението:

CaCl2 + H2SO4> CaSO4 v + 2HCl.

В резултат на това гипсът се образува под формата на отделни или събрани в снопове игловидни кристали.

Когато се открие магнезий, капка 10% разтвор на амоняк първо се добавя към капка екстракт от пепел и се свързва чрез мост с капка 1% разтвор на натриев фосфат. Реакцията протича според уравнението:

MgCl2 + NH3 + Na2HPO4> NH4MgPO4 v + 2NaCl.

Образува се фосфорно-амонячна магнезиева сол под формата на плоски безцветни кристали под формата на правоъгълници, крила, капаци.

Откриването на фосфор се извършва с помощта на 1% амониев молибдат в азотна киселина. Реакцията протича според уравнението:

H 3 PO 4 + 12 (NH 4) 2 MoO 4 + 21HNO 3> (NH 4) 3 PO 4 * 12MoO 3 v + 21NH 4 NO 3 + 12H 2 O.

Образува се фосфорно-молибденов амоняк под формата на малки бучки с жълто-зелен цвят.

За откриване на желязо в две епруветки се изсипва еднакво количество екстракт от пепел от различни органи (1-2 ml), добавя се равно количество 1% жълта кръвна сол, докато се появи син цвят. Прусското синьо се образува:

4FeCl 3 + 3K 4> Fe 4 3 + 12KCl.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛТАТИ ОТ ПРОУЧВАНЕТО И АНАЛИЗЪТ ИМ

3.1 Симптоми на минерален дефицит

Липсата на минерали причинява промени в биохимичните и физиологични процеси, в резултат на което често се наблюдават морфологични промени или видими симптоми.

Понякога поради дефицит растежът се инхибира, докато се появят други симптоми.

Видими симптоми на дефицит. Най-значимият резултат от липсата на минерали е намаляването на растежа. Най-забележимият ефект обаче е пожълтяването на листата, причинено от намаляване на биосинтезата на хлорофил. Листата изглежда са особено податливи на дефицит. При липса на минерали размерът им намалява, формата или структурата им се променя, цветът им избледнява, а понякога дори се образуват мъртви зони по върховете, ръбовете или между главните вени. В някои случаи листата се събират в гроздове или розетки, а боровите иглички понякога не могат да се отделят и се образуват "слети иглички". Често срещан симптом на определен вид минерален дефицит при тревисти растения е потискането на растежа на стъблото и намаляването на растежа на листните плочи, което води до образуване на розетки от малки листа, често с мрежа от хлоротични участъци. Видимите симптоми на дефицит на различни елементи са толкова характерни, че опитни наблюдатели могат да идентифицират дефицита по външния вид на листата.

Понякога, при липса на минерали, дърветата образуват излишни количества смола. Това явление се нарича омоса. Отделянето на смола около пъпките е характерно за боровите дървета с дефицит на цинк в Австралия. Гумата се намира и върху кората на овощните дървета, страдащи от сухи върхове, причинени от липса на мед. Значителен дефицит често причинява загиване на листата, леторастите и други части, тоест се развиват симптоми, описани като суха връхна част. При много горски и овощни дървета е наблюдавана смърт на леторастите, причинена от липса на мед. Когато апикалните издънки на ябълковото дърво отмират, страдащи от дефицит на мед, те придобиват храстовиден, закърнел вид. Недостигът на бор причинява изсъхване на апикалните точки на растеж и в крайна сметка загиване на камбия в цитрусовите и боровите дървета, отмиране на флоема и физиологично разпадане на плодовете при други видове. Липсата на един елемент понякога допринася за появата на няколко различни симптома, например, недостигът на бор в ябълковите дървета причинява деформация и чупливост на листата, флоемна некроза, увреждане на кората и плодовете.

хлороза. Най-честият симптом, наблюдаван при липса на голямо разнообразие от елементи, е хлороза, която възниква в резултат на нарушение на биосинтезата на хлорофила. Естеството, степента и тежестта на хлорозата при млади и стари листа зависят от вида на растението, от елемента и степента на дефицит. Най-често хлорозата е свързана с липса на азот, но може да бъде причинена и от дефицит на желязо, манган, магнезий, калий и други елементи. Освен това хлорозата може да бъде причинена не само от дефицит на минерали, но и от много други неблагоприятни фактори на околната среда, включително излишък или липса на вода, неблагоприятни температури, токсични вещества (например серен диоксид) и излишък на минерали. Хлорозата може да бъде причинена и от генетични фактори, които предизвикват появата на различни оцветени растения: от албиноси, напълно лишени от хлорофил, до зеленикави разсад или разсад с различни ивици и петна от листа.

Въз основа на многобройните фактори, причиняващи хлороза, може да се заключи, че тя възниква в резултат както на общо метаболитно нарушение, така и на специфично влияние на отделните елементи.

Един от най-често срещаните и най-вредните видове развитие на растенията е типът хлороза, който се среща в голям брой овощни, декоративни и горски дървета, растящи на алкални и варовити почви. Обикновено се причинява от недостъпността на желязо при високи стойности на pH, но понякога причината е дефицитът на манган.

При хлороза в покритосеменните растения средните и по-малките жилки на листата остават зелени, а областите между жилките стават бледозелени, жълти или дори бели. Обикновено най-младите листа страдат най-много от хлороза. При иглолистните дървета, дърветата младите игли стават бледозелени или жълти, а при голям дефицит иглите могат да станат кафяви и да паднат.

Хлорозата, причинена от дефицит на желязо, може да бъде частично или напълно елиминирана чрез понижаване на pH на почвата.

3.2 Физиологичен ефект на минерален дефицит

Видимите морфологични ефекти или симптоми на минерален дефицит са резултат от промени в различни вътрешни биохимични или физиологични процеси. Въпреки това, поради сложните взаимоотношения между тях, може да бъде трудно да се определи как липсата на определен елемент причинява наблюдаваните ефекти. Например, липсата на азот може да инхибира растежа поради по-лошо снабдяване с азот в процесите на биосинтеза на нова протоплазма. Но в същото време скоростта на синтез на ензими и хлорофил намалява и фотосинтезиращата повърхност намалява. Това води до отслабване на фотосинтезата, нарушавайки снабдяването на процесите на растеж с въглехидрати. В резултат на това е възможно допълнително намаляване на скоростта на усвояване на азот и минерали. Един елемент често изпълнява няколко функции в растението, така че не е лесно да се определи дали нарушението на коя функция или комбинация от функции причинява появата на видими симптоми. Манганът, например, освен за активиране на определени ензимни системи, е необходим и за синтеза. хлорофил. Недостигът му причинява някои функционални нарушения. Липсата на азот обикновено води до забележимо отслабване на фотосинтезата, но ефектът от липсата на други елементи не е толкова категоричен.

Липсата на минерали намалява както биосинтеза на въглехидратите, така и тяхното придвижване към растящите тъкани. Дефицитът често засяга фотосинтезата и дишането по различни начини. Например, значителен дефицит на калий забавя фотосинтезата и увеличава дишането, като по този начин намалява количеството въглехидрати, които могат да се използват за растеж. Движението на въглехидратите понякога също е потиснато. Този ефект е изразен при дървета с дефицит на бор с флоемна некроза. В резултат на намаляване на количеството на наличните въглехидрати, скоростта на растеж на тъканите в една част на дървото намалява, но в същото време може да се получи натрупване на въглехидрати в друга част. Понякога образуването на семена е намалено поради ниското съдържание на въглехидрати за съхранение. Обилното прилагане на азотно торене доведе до значително засилване на процеса на образуване на семена при дърветата от бук и захарен клен, нарасна процентът на здрави семена и сухото тегло на кленовите семена. Образуването на шишарки и семена при млад тамянен бор след оплождане също рязко се увеличава. Ако дърветата не са с недостиг на минерали, прилагането на големи количества азотно торене може да намали образуването на плодове и семена чрез стимулиране на вегетативния растеж.

3.3 Излишък от минерали

В горските почви рядко има излишък от минерални хранителни вещества, но обилното торене на градини и разсадници понякога води до концентрация на соли, която е достатъчна, за да причини вреда. Съществуват и големи площи на суха земя, където повечето растителни видове не могат да оцелеят поради високото съдържание на сол. Напояването с вода, съдържаща много сол, също е вредно. Това се дължи на повишаване на осмотичното налягане, неблагоприятни за растенията промени на pH, дисбаланс на различни йони или в резултат на комбинация от тези фактори.

Повишеното осмотично налягане на почвения разтвор намалява поглъщането на вода, увеличава водния дефицит в листата и в резултат на това води до увреждане на тъканите от изсушаване в дните, когато вятърът и високите температури причиняват силна транспирация. При по-продължителна и по-дълбока дехидратация се наблюдава и затваряне на устицата, което предотвратява фотосинтезата. Високите концентрации на соли в почвата могат да причинят увреждане на корените чрез плазмолиза, особено в песъчливи почви, което пречи на синтетичната активност на корените. Понякога листата се увреждат от прилагането на високи концентрации на течни торове.

Вредният ефект от излишното торене зависи от вида на растението, вида на използвания тор и времето на прилагане.

Прекомерното торене на овощни и декоративни дървета понякога удължава вегетационния период до такава степен, че дърветата и храстите нямат време да придобият студоустойчивост преди замръзване. Прекомерното торене понякога стимулира образуването на голям брой клони, цветове и плодове на по-стари дървета. Други видове реакция на растенията към прекомерно торене включват фасция или сплескване на стъблата и вътрешна некроза на кората. При разсад нежеланият ефект от прекомерното торене се проявява под формата на прекомерен апикален растеж, което води до ниски стойности на съотношението на подземните и надземните части, в резултат на което растенията често не се вкореняват добре след трансплантация.

Прекомерното торене е икономически разточително. Също така е нежелателно за околната среда, тъй като излишъкът може да се измие и да попадне във водни тела или подпочвени води. Особено важно е изхвърлянето на излишния азот, обикновено под формата на нитрати, но проблемът със замърсяването на околната среда може да възникне дори при въвеждането на прекомерни количества от който и да е елемент.

3.4 Липса на азот

При липса на азот в местообитанието растежът на растенията се инхибира, образуването на странични издънки и култивирането в зърнените култури се отслабва и се наблюдават малки листа. В същото време разклоняването на корените намалява, но съотношението на масата на корените и надземната част може да се увеличи. Една от най-ранните прояви на азотен дефицит е бледозеленият цвят на листата, причинен от отслабването на синтеза на хлорофил. Продължителното азотно гладуване води до хидролиза на протеини и разрушаване на хлорофила предимно в долните, по-стари листа и изтичане на разтворими азотни съединения към по-младите листа и точките на растеж. Поради разрушаването на хлорофила, цветът на долните листа, в зависимост от вида на растението, придобива жълти, оранжеви или червени тонове, а при изразен азотен дефицит може да настъпи некроза, изсъхване и смърт на тъканите. Азотният глад води до по-кратък вегетативен период на растеж и по-ранно узряване на семената.

3.5 Липса на фосфор

Външен симптом на фосфорно гладуване е синкаво-зелен цвят на листата, често с лилав или бронзов оттенък (доказателство за забавяне на синтеза на протеини и натрупване на захари). Листата стават по-малки и по-тесни. Растежът на растенията е спрян, узряването на реколтата се забавя.

При дефицит на фосфор скоростта на усвояване на кислорода намалява, активността на ензимите, участващи в дихателния метаболизъм, се променя и някои немитохондриални окислителни системи (оксидаза на гликолова киселина, аскорбат оксидаза) започват да работят по-активно. При условия на фосфорно гладуване се активират процесите на разлагане на органофосфорни съединения и полизахариди, инхибира се синтезът на протеини и свободни нуклеотиди.

Растенията са най-чувствителни към дефицит на фосфор в ранните етапи на растеж и развитие. Нормалното хранене с фосфор в по-късен период ускорява развитието на растенията (за разлика от азота), което в южните райони позволява да се намали вероятността от попадане при суша, а в северните райони - при слана.

3.6 Липса на сяра

Недостатъчното снабдяване със сяра на растенията инхибира синтеза на аминокиселини и протеини, съдържащи сяра, намалява фотосинтезата и скоростта на растеж на растенията, особено надземната част. При остри случаи образуването на хлоропласти се нарушава и е възможно тяхното разпадане. Симптомите на недостиг на сяра - побеляване и пожълтяване на листата - са подобни на дефицита на азот, но се появяват първо при най-младите листа. Това показва, че изтичането на сяра от по-старите листа не може да компенсира недостатъчното доставяне на сяра на растенията през корените.

3.7 Липса на калий

При липса на калий листата започват да пожълтяват отдолу нагоре - от стари към млади. Листата пожълтяват по краищата. Впоследствие ръбовете и върховете им придобиват кафяв цвят, понякога с червени "ръждиви" петна; настъпва смърт и унищожаване на тези зони. Листата изглеждат като изгорени. Снабдяването с калий е особено важно за младите, активно растящи органи и тъкани. Следователно, при калиево гладуване функционирането на камбия намалява, развитието на съдовите тъкани се нарушава, дебелината на клетъчната стена на епидермиса и кутикулата намалява и процесите на клетъчно делене и удължаване се инхибират. В резултат на скъсяването на междувъзлията могат да се образуват розетъчни форми на растенията. Липсата на калий води до намаляване на доминиращия ефект на апикалните бъбреци. Върховите и апикално-страничните пъпки спират да се развиват и отмират, активира се растежът на страничните издънки и растението придобива формата на храст.

Подобни документи

Изучаване на физичния и химичния състав на почвите от стайни растения, видове минерални торове. Признаци на липса на минерали в почвата. Съвети за отглеждане на стайни растения в училищна среда. Болести и неприятели по растенията, средства за защита.

курсова работа, добавена на 03.09.2014


Ролята на минералите в живота на клетките и тъканите на тялото на животното. Стойността на макроелементите за тялото на животното. Киселинно-алкално съотношение на елементите във фуража. Използването на микроелементи при хранене, дневен прием.

резюме, добавен на 25.10.2009


Класификация на минералните торове (прости и смесени). Изчерпване на земеделската почва. Органични и минерални торове. Пълно развитие на растенията с помощта на сложни торове. Влияние на водата върху жизнената дейност на растенията.

презентация добавена на 14.05.2014 г


Описание на протеини, мазнини, въглехидрати, витамини, минерали и микроелементи. Оценка на хранителната стойност на фуражите. Методи за изследване на метаболизма в тялото на животно, базирани на закона за запазване на енергията. Балансът на азот, въглерод и енергия в една крава.

резюме, добавен на 15.06.2014


Почви, почвообразуващи условия. Характеристики на минералните торове. Геология, геоморфология, климат в околностите на река Сож. Характеристики на почвено-климатичните условия. Влияние на минералните торове върху продуктивността и видовия състав на тревата.

дисертация, добавена на 03.11.2012г


Зависимост на качеството на селскостопанската продукция от съдържанието на есенциални органични и минерални съединения в нея. Влиянието на минералните торове (азот, фосфор, поташ и комплекс) в различни комбинации върху развитието и продуктивността на растенията.

резюме, добавен на 10.07.2009


Стойността на минералите и витамините в организма на прасетата. Използването на ендогенни стимуланти и биологично активни вещества в състава на премиксите. Възможността за използване на биостимуланти в диетата (антибиотици, ензими, елеутерокок).

урок, добавен на 10/05/2012


Използването на органични и минерални торове в района на Дуван на Република Башкортостан, методи за изчисляване на дозата на минерални торове, планиране на реколтата от култури. Дългосрочен план за използване на торове в сеитбообращението, като се вземе предвид почвеното плодородие.

курсова работа, добавена на 15.07.2009


Физиологичното значение на минералите в организма на прасетата. Използване на пикумин при свине майки по време на бременност. Фактори на околната среда и тяхното влияние върху естествената устойчивост и продуктивността на свинете. Кръвни показатели на свине майки.

монография, добавена на 10/05/2012


Диета на куче в градска среда. Храносмилане на храната и капацитет на стомаха. Изисквания за хранителни вещества и енергия. Ролята на мазнините във витаминното хранене и водния метаболизъм. Симптоми на дефицит на фолиева киселина. Функции в организма на минералните вещества.

Всички хумусни вещества се образуват в резултат на следкланична (посмъртна) трансформация на органични остатъци. Превръщането на органични остатъци в хумусни вещества се нарича процес на хумификация. Той излиза извън живите организми, както с тяхно участие, така и чрез чисто химични реакции на окисление, редукция, хидролиза, кондензация и т.н.

За разлика от жива клетка, в която синтезът на биополимери се извършва в съответствие с генетичния код, в процеса на хумификация няма установена програма, следователно могат да възникнат всякакви съединения, както по-прости, така и по-сложни от оригиналните биомолекули. Получените продукти отново преминават в реакции на синтез или разлагане и този процес протича почти непрекъснато.

Хумусните вещества представляват специфична група високомолекулни тъмно оцветени вещества, образувани при разлагането на органични остатъци в почвата чрез синтезиране от продуктите на разпада и разпадането на мъртвите растителни и животински тъкани. Количеството въглерод, свързан в хуминовите киселини на почвите, торфа и въглищата, е почти четири пъти по-висок от количеството въглерод, свързан в органичната материя на всички растения и животни по земното кълбо. Но хумусните вещества не са просто отпадъчни продукти от жизнените процеси, те са естествени и най-важни продукти от съвместната еволюция на минералните вещества и растителния свят на Земята.

Хумусните вещества могат пряко да въздействат върху растенията, като са източник на минерални хранителни вещества (баз от хранителни вещества). Органичното вещество на почвата съдържа значително количество хранителни вещества, растителната общност ги консумира след превръщането им от почвените микроорганизми в минерална форма. Именно в минерална форма хранителните вещества влизат в растителната биомаса.

Хумусните вещества могат косвено да повлияят на растенията, т.е. да повлияят на физико-механичните, физикохимичните и биологичните свойства на почвата. Оказвайки комплексно въздействие върху почвата, те подобряват нейните физични, химични и биологични свойства. Наред с това те изпълняват защитна функция, свързвайки тежки метали, радионуклиди и органични токсични вещества, като по този начин предотвратяват навлизането им в растенията. Така, въздействайки върху почвата, те косвено влияят на растенията, допринасяйки за по-активния им растеж и развитие.

Напоследък се развиват нови направления на влиянието на хумусните вещества върху растенията, а именно: Растенията са хетеротрофи, които се хранят директно с хумусни вещества; Хумусните вещества са в състояние да упражняват хормонален ефект върху растението, като по този начин стимулират неговия растеж и развитие.

1. Биосферни функции на хумусни вещества, влияещи върху развитието на растенията

През последните години учените идентифицираха общите биохимични и екологични функции на хумусните вещества и тяхното влияние върху развитието на растенията. Сред най-важните са следните:

Натрупване- способността на хумусните вещества да натрупват дългосрочни запаси от всички хранителни вещества, въглехидрати, аминокиселини в различни среди;

Транспорт- образуване на сложни органоминерални съединения с метали и микроелементи, които активно мигрират в растенията;

Регулаторен- хумусните вещества формират цвета на почвата и регулират минералното хранене, катионния обмен, буферните и окислително-редукционните процеси в почвата;

Стъпка- чрез сорбция на токсични вещества и радионуклиди хумусните вещества предотвратяват навлизането им в растенията.

Комбинацията от всички тези функции осигурява повишени добиви и необходимото качество на земеделските продукти. Особено важно е да се подчертае положителният ефект на хумусните вещества при неблагоприятни условия на околната среда: ниски и високи температури, липса на влага, соленост, натрупване на пестициди и наличие на радионуклиди.

Ролята на хумусните вещества като физиологично активни вещества е неоспорима. Те променят пропускливостта на клетъчните мембрани, повишават активността на ензимите, стимулират процесите на дишане, синтеза на протеини и въглехидрати. Те повишават съдържанието на хлорофил и продуктивността на фотосинтезата, което от своя страна създава предпоставки за получаване на екологично чисти продукти.

При земеделско използване на земята е необходимо постоянно да се попълва хумус в почвата, за да се поддържа необходимата концентрация на хумусни вещества.

Досега това попълване се извършваше основно чрез внасяне на компост, оборски тор и торф. Но тъй като съдържанието на действителните хумусни вещества в тях е сравнително малко, скоростта на тяхното внасяне е много висока. Това увеличава транспортните и други производствени разходи, които са в пъти по-високи от цената на самите торове. Освен това те съдържат семена на плевели, както и болестотворни бактерии.

За да получите високи и устойчиви добиви, не е достатъчно да разчитате на биологичните възможности на земеделските култури, които, както знаете, се използват само с 10-20%. Разбира се, е необходимо да се използват високодобивни сортове, ефективни методи на земеделие и фитотехника, торове, но вече не е възможно да се направи без регулатори на растежа на растенията, които до края на ХХ век играят не по-малко важна роля от пестицидите и торове.

2. Влияние на нивото на хумусното съдържание на почвата върху добива на земеделски растения

Високохумусните почви се отличават с по-високо съдържание на физиологично активни вещества. Хумусът активира биохимичните и физиологични процеси, повишава обмяната на веществата и общото енергийно ниво на процесите в растителния организъм, допринася за повишения прием на хранителни вещества в него, което е съпроводено с повишаване на добива и подобряване на качеството му.

В литературата е натрупан експериментален материал, който показва тясна зависимост на добива от нивото на хумуса на почвата. Коефициентът на корелация на съдържанието на хумус в почвата и добива е 0,7 ... 0,8 (данни от VNIPTIOU, 1989). И така, в проучванията на Беларуския изследователски институт по почвознание и агрохимия (BelNIIPA), увеличение на количеството хумус в дерново-подзолистите почви с 1% (в рамките на неговата промяна от 1,5 до 2,5 ... 3% ) увеличава добива на зърно от зимна ръж и ечемик с 10 ... 15 c / ha. В колективните и държавните стопанства на Владимирска област, със съдържание на хумус в почвата до 1%, добивът на зърно в периода 1976-1980 г. не надвишава 10 c / ha, при 1,6 ... 2% е 15 c / ha, 3,5 ... 4% - 35 c / ha. В района на Киров 1% увеличение на хумуса се отплаща чрез получаване на допълнителни 3 ... 6 цента зърно, в района на Воронеж - 2 цента, в Краснодарския край - 3 ... 4 цента / ха.

Още по-значима е ролята на хумуса за увеличаване на добива с умело използване на химически торове, докато неговата ефективност се увеличава с 1,5 ... 2 пъти. Въпреки това, трябва да се помни, че химическите торове, внесени в почвата, причиняват повишено разлагане на хумус, което води до намаляване на съдържанието му.

Практиката на съвременното селскостопанско производство показва, че увеличаването на съдържанието на хумус в почвите е един от основните показатели за тяхното отглеждане. При ниско ниво на хумусни запаси внасянето на някои минерални торове не води до стабилно повишаване на плодородието на почвата. Освен това използването на високи дози минерални торове върху почви, бедни на органични вещества, често е придружено от тяхното неблагоприятно въздействие върху почвената микро- и макрофлора, натрупване на нитрати и други вредни съединения в растенията и в много случаи от намаляване на добива на земеделски култури.

3. Действие на хумусните вещества върху растенията

Хуминовите киселини са продукт на естествената биохимична трансформация на органичната материя в биосферата. Те са основната част от органичното вещество на почвата – хумус, играят ключова роля в кръговрата на веществата в природата и поддържат почвеното плодородие.

Хуминовите киселини имат разклонена молекулярна структура, която включва голям брой функционални групи и активни центрове. Образуването на тези природни съединения става под влияние на физикохимичните процеси, протичащи в почвата, и дейността на почвените организми. Източници на синтеза на хуминови киселини са растителни и животински остатъци, както и отпадъчни продукти от почвената микрофлора.

По този начин хуминовите киселини са акумулатори на почвена органична материя – аминокиселини, въглехидрати, пигменти, биологично активни вещества и лигнин. В допълнение, хуминовите киселини концентрират ценни неорганични компоненти на почвата - елементи на минерално хранене (азот, фосфор, калий), както и микроелементи (желязо, цинк, мед, манган, бор, молибден и др.).

Под влияние на естествените процеси, протичащи в почвата, всички горепосочени компоненти са включени в един-единствен молекулен комплекс - хуминови киселини. Разнообразието от изходни компоненти за синтеза на този комплекс определя сложната молекулярна структура и в резултат на това широк спектър от физични, химични и биологични ефекти на хуминовите киселини върху почвата и растенията.

Хумусните киселини, като неразделна част от хумуса, се срещат в почти всички видове почви. Те са част от твърди изкопаеми горива (твърди и меки кафяви въглища), както и от торф и сапропел. В естественото си състояние обаче тези съединения са неактивни и са почти напълно в неразтворима форма. Физиологично активни са само соли, образувани от хуминови киселини с алкални метали – натрий, калий (хумати).

3.1 Влияние на хуматите върху свойствата на почвата

Влияние на хуматите върху физичните свойства на почвите

Механизмът на този ефект варира в зависимост от вида на почвата.

На тежки глинести почви хуматите допринасят за взаимното отблъскване на глинестите частици чрез отстраняване на излишните соли и разрушаване на компактната триизмерна структура на глината. В резултат на това почвата става по-рохкава, излишната влага се изпарява по-лесно от нея, въздушният поток се подобрява, което улеснява дишането и движението на корените.

Когато се въвеждат в леки почви, хуматите обгръщат и слепват минералните почвени частици, като допринасят за създаването на много ценна водоустойчива бучко-зърнеста структура, която подобрява култивирането и водозадържащата способност на почвата, нейната въздухопропускливост. Тези характеристики се дължат на способността на хуминовите киселини да се желират.

Задържане на влага. Задържането на вода от хумати се дължи на образуването на водородни връзки между водните молекули и заредените групи хумати, както и адсорбираните върху тях метални йони. В резултат на това изпаряването на водата се намалява средно с 30%, което води до увеличаване на абсорбцията на влага от растенията на сухи и песъчливи почви.

Образуване на тъмен цвят. Хуматите оцветяват почвата в тъмно. Това е особено важно в райони със студен и умерен климат, тъй като тъмното оцветяване подобрява усвояването и съхранението на слънчева енергия от почвите. В резултат на това температурата на почвата се повишава.

Влиянието на хуматите върху химичните свойства на почвите и свойствата на почвената влага.

По своята природа хуминовите киселини са полиелектролити. В комбинация с органични и минерални почвени частици те образуват почвопоглъщащ комплекс. Притежавайки голям брой различни функционални групи, хуминовите киселини са способни да адсорбират и задържат хранителни вещества, макро- и микроелементи, влизащи в почвата. Хранителните вещества, задържани от хуминовите киселини, не се свързват с минералите на почвата и не се отмиват от водата, като са в състояние, достъпно за растенията.

Увеличаване на буферния капацитет на почвата. Въвеждането на хумати повишава буферния капацитет на почвите, тоест способността на почвата да поддържа естествено ниво на рН дори при прекомерен прием на киселинни или алкални агенти. Така че, когато се въвеждат, хуматите са в състояние да премахнат прекомерната киселинност на почвата, което с течение на времето прави възможно засяването на култури в тези полета, които са чувствителни към висока киселинност.

Влияние на хуматите върху транспорта на хранителни вещества и микроелементи в растенията.

За разлика от свободните хуминови киселини, хуматите са водоразтворими подвижни съединения. Като абсорбират хранителни вещества и микроелементи, те улесняват пренасянето им от почвата в растенията.
С въвеждането на хумати се наблюдава ясна тенденция към увеличаване на съдържанието на подвижния фосфор (1,5-2 пъти), обменен калий и усвояем азот (2-2,5 пъти) в обработваемия почвен слой.

Всички микроелементи, като преходни метали (с изключение на бора и йода), образуват подвижни хелатни комплекси с хумати, които лесно проникват в растенията, което осигурява тяхното усвояване, а желязото и мангана, според учените, се абсорбират изключително под формата на хумати от тях. метали.

Предполагаемият механизъм на този процес се свежда до факта, че хуматите при определени условия са в състояние да абсорбират метални йони, освобождавайки ги при промяна на условията. Добавянето на положително заредени метални йони се дължи на отрицателно заредените функционални групи на хуминовите киселини (карбокси, хидроксил и др.).

В процеса на поглъщане на вода от корените на растенията, разтворимите хумати на металите се приближават до кореновите клетки на близко разстояние. Отрицателният заряд на кореновата система надвишава отрицателния заряд на хуматите, което води до елиминиране на металните йони от молекулите на хуминовите киселини и абсорбцията на йони от клетъчната мембрана.

Много изследователи смятат, че малки молекули хуминови киселини, заедно с метални йони и други хранителни вещества, прикрепени към тях, могат да се абсорбират и усвояват директно от растението.
Благодарение на описаните механизми се подобрява почвеното хранене на растенията, което допринася за по-ефективния им растеж и развитие.

Влиянието на хуматите върху биологичните свойства на почвите.

Хуминовите киселини са източници на налични фосфати и въглерод за микроорганизмите. Молекулите на хуминова киселина са способни да образуват големи агрегати, върху които се осъществява активното развитие на колонии от микроорганизми. Така хуматите значително засилват дейността на различни групи микроорганизми, които са тясно свързани с мобилизирането на хранителните вещества в почвата и превръщането на потенциалното плодородие в ефективно.
Поради нарастването на броя на силикатните бактерии има постоянно попълване на обменния калий, усвоен от растенията.

Хуматите увеличават броя на микроорганизмите в почвата, които разлагат слабо разтворими минерални и органични фосфорни съединения.

Хуматите подобряват наличието на усвоими азотни запаси в почвата: броят на амонифициращите бактерии се увеличава три до пет пъти, в някои случаи е регистрирано десетократно увеличение на амонизаторите; броят на нитрифициращите бактерии се увеличава 3-7 пъти. Чрез подобряване на условията на живот на свободно живеещите бактерии, способността им да фиксират молекулярен азот от атмосферата се увеличава почти 10 пъти.

В резултат на това почвата се обогатява с налични хранителни вещества. Когато органичната материя се разлага, се образува голямо количество органични киселини и въглероден диоксид. Под тяхно влияние труднодостъпните минерални съединения на фосфор, калций, калий, магнезий се трансформират във форми, достъпни за растенията.

Защитни свойства на хуматите

Комплексното въздействие на хуматите върху почвата осигурява техните защитни свойства.
Необратимо свързване на тежки метали и радионуклиди. Това свойство на хуматите е особено важно в условия на повишено техногенно натоварване на почвата. Съединенията на олово, живак, арсен, никел и кадмий, отделяни по време на изгарянето на въглища, работата на металургичните предприятия и електроцентрали, навлизат в почвата от атмосферата под формата на прах и пепел, както и с отработени газове на превозни средства. В същото време нивото на радиационно замърсяване се е увеличило значително в много региони.
Когато хуматите се внасят в почвата, те необратимо свързват тежките метали и радионуклидите. В резултат на това се образуват неразтворими, неактивни комплекси, които се отстраняват от кръговрата на веществата в почвата. По този начин хуматите предотвратяват проникването на тези съединения в растенията и следователно в селскостопанските продукти.

Заедно с това активирането на хуматната микрофлора води до допълнително обогатяване на почвата с хуминови киселини. В резултат на това, поради описания по-горе механизъм, почвата става по-устойчива на техногенно замърсяване.
Ускоряване на разлагането на органични екотоксиканти. Поради активирането на дейността на почвените микроорганизми, хуматите допринасят за ускореното разлагане на токсичните органични съединения, образувани при изгарянето на горивото, както и пестицидите.
Многокомпонентният състав на хуминовите киселини им позволява ефективно да адсорбират труднодостъпните органични съединения, намалявайки тяхната токсичност за растенията и хората.

3.2 Влияние на хуматите върху общото развитие на растенията, семената и кореновата система

Интензификация на физикохимичните и биохимичните процеси. Хуматите повишават активността на всички растителни клетки. В резултат на това енергията на клетката се увеличава, физикохимичните свойства на протоплазмата се подобряват, метаболизмът, фотосинтезата и дишането на растенията се засилват.

В резултат на това се ускорява деленето на клетките, което означава, че общият растеж на растението се подобрява. Подобряване на храненето на растенията. В резултат на използването на хумати кореновата система се развива активно, кореновото хранене на растенията се подобрява, както и усвояването на влага. Комплексното въздействие на хуматите върху почвата допринася за интензифицирането на кореновото хранене. Увеличаването на растителната биомаса и активирането на метаболизма води до засилена фотосинтеза и натрупване на въглехидрати в растенията.

Повишаване на устойчивостта на растенията. Хуматите са неспецифични активатори на имунната система. В резултат на третиране с хумати устойчивостта на растенията към различни болести се повишава значително. Накисването на семена в хуматни разтвори е изключително ефективно за предотвратяване на инфекции на семената и по-специално кореново гниене. Заедно с това при обработката на хумати се повишава устойчивостта на растенията към неблагоприятни фактори на околната среда - екстремни температури, преовлажняване, силни ветрове.

Влияние на хуматите върху семената

Благодарение на третирането с препарати на основата на хумусни вещества, устойчивостта на семената към болести и травматични наранявания се повишава и има освобождаване от повърхностни инфекции.

При обработка на семена се увеличава кълняемостта, енергията на кълняемост, стимулира се растежът и развитието на разсада.
Така третирането повишава кълняемостта на семената и предотвратява развитието на гъбични заболявания, особено коренови инфекции.

Влияние на хуматите върху кореновата система

Пропускливостта на мембраната на кореновите клетки се увеличава. В резултат на това се подобрява проникването на хранителни вещества и микроелементи от почвения разтвор в растението. В резултат на това хранителните вещества идват главно под формата на комплекси с хумати.

Подобрява се развитието на кореновата система, засилва се фиксирането на растенията в почвата, тоест растенията стават по-устойчиви на силни ветрове, отмиване в резултат на обилни валежи и ерозионни процеси.
Особено ефективен е при култури с недоразвита коренова система: пролетна пшеница, ечемик, овес, ориз, елда.

Развитието на кореновата система засилва усвояването на влагата и кислорода от растението, както и подхранването на почвата.
В резултат на това се засилва синтеза на аминокиселини, захари, витамини и органични киселини в кореновата система. Метаболизмът между корените и почвата се подобрява. Органичните киселини, отделяни от корените (въглеродна, ябълчена и др.), влияят активно върху почвата, увеличавайки наличността на хранителни вещества и микроелементи.

4. Заключение

Хумусните вещества несъмнено влияят върху растежа и развитието на растенията. Органичната материя на почвата служи като източник на хранителни вещества за растенията. Микроорганизмите, разлагайки хумусни вещества, доставят на растенията минерални хранителни вещества.

Хумусните вещества оказват значително влияние върху комплекса от свойства на почвата, като по този начин косвено влияят върху развитието на растенията.

Хумусните вещества, подобрявайки физикохимичните, химичните и биологичните свойства на почвата, стимулират по-интензивен растеж и развитие на растенията.

От голямо значение в момента е и поради интензивното засилване на антропогенното въздействие върху околната среда като цяло и върху почвата в частност, придобива защитната функция на хумусните вещества. Хумусните вещества свързват токсични вещества и радионуклиди и в резултат на това допринасят за производството на екологично чисти продукти.

Хумусните вещества несъмнено влияят благоприятно както на почвата, така и на растенията.

Списък на използваната литература.

1. Александрова Л.Н. Органична материя на почвата и процеси на нейната трансформация. Л., Наука, 1980 г.,
2. Орлов Д.С., Хуминови киселини на почвите и общата теория на хумификацията. М .: Издателство на Московския държавен университет, 1990 г.
3. Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Образуване на хумус и почва. Л., Наука, 1980 г.,
4. Тюрин И.В. Органичната материя на почвата и нейната роля в почвообразуването и плодородието. Учението за почвения хумус. Селхозгиз, 1967 г.
5. Тейт Р., III. Органична материя на почвата. М.: Мир, 1991 г.
6. Христева LA .. Стимулиращото действие на хуминовата киселина върху растежа на висшите растения и същността на това явление. 1957 г.
7. Хумусни вещества в биосферата. Изд. Д.С. Орлова. Москва: Наука, 1993.

лазер за облъчване на семена ечемик

Най-важната и ефективна част от третирането е химическото, или третирането на семена.

Още преди 4 хиляди години, в Древен Египет и Гърция, семената са били накисвани в сок от лук или прехвърляни с кипарисови игли по време на съхранение.

През Средновековието, с развитието на алхимията и благодарение на нея, химиците започват да накисват семена в каменна и калиева сол, меден сулфат, арсенови соли. В Германия бяха популярни най-простите методи - съхраняване на семената в гореща вода или в разтвор на оборски тор.

В началото на 16-ти век е забелязано, че семената, които са били в морска вода по време на корабокрушение, дават култури, които са по-малко засегнати от твърда сушка. Много по-късно, преди 300 години, ефикасността на предсеитбената химическа обработка на семената е научно доказана в хода на експериментите на френския учен Тиле, който изследва ефекта от третирането на семена със сол и вар върху разпространението на твърда смута през семената. .

В началото на 19 век употребата на лекарства с арсен като опасни за човешкия живот е забранена, но в началото на 20 век започват да се използват вещества, съдържащи живак, които са забранени за употреба едва през 1982 г. само в Западна Европа.

Едва през 60-те години на миналия век са разработени системни фунгициди за предварителна обработка на семена и индустриалните страни започват да ги използват активно. От 90-те години се използват комплекси от съвременни, високоефективни и относително безопасни инсектициди и фунгициди.

В зависимост от технологията на третиране на семената се различават три вида: обикновена обработка, гранулиране и инкрустиране.

Стандартната обработка е най-разпространеният и традиционен метод за третиране на семена. Най-често се използва в домакинствата и фермите, както и в семепроизводството. Увеличава теглото на семената с не повече от 2%. Ако филмообразуващият състав покрива напълно семената, теглото им може да се увеличи с до 20%.

Инкрустация – семената са покрити с лепкави вещества, които закрепват химикалите към повърхността им. Обработените семена могат да станат до 5 пъти по-тежки, но формата не се променя.

Пелетиране - веществата покриват семената с дебел слой, увеличавайки теглото им до 25 пъти и променяйки формата си до сферична или елипсовидна. Най-мощното пелетиране (пелетизиране) прави семената до 100 пъти по-тежки.

За третиране на семена от зърнени култури най-активно използваните препарати са raxil, premix, vincite, divident, kolfugo super color. Това са фунгициди със системно действие, унищожаващи спори от камък, прашни и твърди смути, нематоди, ефективно борещи се с фузариум, септориоз и кореново гниене. Произвеждат се под формата на течности, прахове или концентрирани суспензии и се използват за обработка на семена в специални устройства в размер на 0,5-2 кг на 1 тон семена.

В частни и частни ферми използването на високоефективни химикали не винаги е оправдано. Сравнително малки количества малки семена от зеленчукови или декоративни култури, като невен, моркови или домати, могат да бъдат третирани с по-малко токсични вещества. Важно е не само и не толкова първоначално да се унищожи цялата инфекция върху семената, а да се формира устойчивост на растението към болести, тоест стабилен имунитет, дори на етапа на ембриона на семето.

В началото на поникването влиянието на стимуланти на растежа също е от полза, което ще насърчи развитието на голям брой странични корени в растенията, създавайки силна коренова система. Стимулаторите на растежа на растенията, които влизат в ембриона преди поникване, предизвикват активен транспорт на хранителни вещества до надземните части на растението. Семената, третирани с такива препарати, покълват по-бързо, кълняемостта им се увеличава. Разсадът става по-устойчив не само на болести, но и на температурни крайности, липса на влага и други стресови условия. По-далечни последици от правилната предварителна обработка с предсеитбени препарати се считат за повишаване на добива и намаляване на сроковете на зреене.

Много препарати за предсеитбена обработка на семената са създадени на хуминова основа. Те представляват концентриран (до 75%) воден разтвор на хуминови киселини и хумати, калий и натрий, наситени с необходим за растението комплекс от минерали, които могат да се използват и като тор. Такива препарати се правят на базата на торф, който е негов воден екстракт.

З.Ф. Рахманкулова и др. Изследваха ефекта от предсеитбената обработка на семена от пшеница (Triticum aestivum L.) с 0,05 mm салицилова киселина (SA) върху ендогенното й съдържание и съотношението на свободни и свързани форми в леторастите и корените на разсада. По време на двуседмичния растеж на разсада се наблюдава постепенно намаляване на общото съдържание на SA в леторастите; не са открити промени в корените. В същото време се наблюдава преразпределение на SA формите в леторастите - повишаване на нивото на конюгираната форма и намаляване на свободната форма. Предсеитбената обработка на семената със салицилат води до намаляване на общото съдържание на ендогенна SA както в леторастите, така и в корените на разсада. Най-интензивно намаляване на съдържанието на свободна SA в леторастите, в корените - малко по-малко. Предполага се, че такова намаление е причинено от нарушение в биосинтеза на SA. Това е придружено от увеличаване на масата и дължината на леторастите и особено на корените, стимулиране на пълното тъмно дишане и промяна в съотношението на дихателните пътища. Наблюдава се увеличаване на дела на цитохромния дихателен път в корените, а в леторастите - алтернативно устойчив на цианиди. Показани са промени в антиоксидантната система на растенията. Степента на липидна пероксидация е по-изразена в леторастите. Под влияние на предварителната обработка със СА съдържанието на МДА в леторастите се увеличава 2,5 пъти, докато в корените намалява 1,7 пъти. От представените данни следва, че естеството и интензивността на ефекта на екзогенния SA върху растежа, енергийния баланс и антиоксидантния статус на растенията могат да бъдат свързани с промяна в съдържанието му в клетките и с преразпределение между свободни и конюгирани форми на SA.

Е.К. Есков в производствени експерименти изследва ефекта от предсеитбената обработка на царевичните семена с железни наночастици върху интензифицирането на растежа и развитието, увеличаването на добива на зелена маса и зърно от тази култура. В резултат на това се засилва фотосинтетичните процеси. Съдържанието на Fe, Cu, Mn, Cd и Pb в онтогенезата на царевицата варира в широки граници, но адсорбцията на Fe наночастиците в началните етапи на развитие на растенията влияе върху намаляването на съдържанието на тези химични елементи в зреещото зърно. , което е придружено от промяна в биохимичните му свойства.

Така предсеитбената обработка на семената с химикали е свързана с високи разходи за труд и ниска преработваемост. Освен това използването на пестициди за дезинфекция на семената причинява голяма вреда на околната среда.