Mestna znanstveno-praktična konferenca šolarjev "Dan znanosti"

Raziskovalni projekt na temo:

"Vpliv kemikalij

za rast in razvoj rastlin"

Delo so opravili: učenec 9b

MBOU "Gimnazija št. 2"

Baškireva Marija

Voditelji:

učiteljica biologije

Charaeva Svetlana Alexandrovna, učiteljica kemije

Rusakova Elena Vitalievna

Kurčatov

Uvod ………………………………………………………………… 3

Poglavje I. Teoretični del ………………………………………… 6

1.1 Zgodovina raziskav ………………………………………………………… 6

1.2 Rastline v pogojih onesnaženosti okolja …………… 6

1.3 Vpliv različnih kemikalij na žive organizme ... 8

Poglavje II. Eksperimentalni del ………… .. ………………………… 11

2.1 Opis poskusa …………………………………………… 12

2.2. Rezultati raziskav ………………………………………… .. 13

2.3. Mikroskopski pregled ………………………………………… .. 14

Zaključek ……………………………………………………………………… .15

Reference …………………………………………………………………… 16

Internetni viri ……………………………………………………… ..17

Uvod

Utemeljitev izbire teme projekta in njene ustreznosti

Pomen zelenih rastlin v naravi je velik, zdravijo zrak, ga obogatijo s kisikom, potrebnim za dihanje vseh živih bitij, in ga očistijo ogljikovega dioksida. Za normalno rast in razvoj rastlin so potrebni ugodni okoljski pogoji. Potrebni pogoji so toplota, zrak, voda, hrana, svetloba. Zaradi onesnaženosti okolja škodljive spojine prodrejo v zemljo in se iz nje absorbirajo s koreninami, kar negativno vpliva na stanje in rast flore. Razmislimo o vplivu nekaterih dejavnikov na rast rastlin pod vplivom kemikalij.

Ena najnevarnejših vrst kemičnega onesnaževanja naravnega okolja je onesnaževanje s težkimi kovinami, ki vključujejo železo, cink, nikelj, svinec, baker in krom. Številne težke kovine, kot so železo, baker, cink, molibden, so vključene v biološke procese in so v določenih količinah elementi v sledovih, potrebni za delovanje rastlin, živali in ljudi. Po drugi strani pa lahko težke kovine in njihove spojine škodljivo vplivajo na človeško telo, se lahko kopičijo v tkivih in povzročijo številne bolezni. Kovine, ki nimajo uporabne vloge v bioloških procesih, kot sta svinec in živo srebro, so razvrščene kot strupene kovine.

Med različnimi onesnaževalci se težke kovine (vključno z živim srebrom, svincem, kadmijem, cinkom) in njihove spojine odlikujejo po razširjenosti, visoki toksičnosti, mnoge od njih pa imajo tudi sposobnost kopičenja v živih organizmih. Široko se uporabljajo v različnih industrijskih panogah, zato je kljub ukrepom čiščenja vsebnost težkih kovinskih spojin v industrijskih odpadnih vodah precej visoka. V okolje vstopajo tudi z gospodinjskimi odpadnimi vodami, dimom in prahom iz industrijskih obratov. Mnoge kovine tvorijo stabilne organske spojine, dobra topnost teh kompleksov spodbuja migracijo težkih kovin v naravne vode.

Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki uporabljajo bazo znanja pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

MINISTRSTVO ZA IZOBRAŽEVANJE REPUBLIKE BELORUSIJE

Izobraževalna ustanova

"DRŽAVA MOZYR

PEDAGOŠKA UNIVERZA im. I.P. ŠAMYAKIN "

ODDELEK ZA BIOLOGIJO

KATEDRA ZA GOSPODARSTVO OKOLJA IN VARSTVO NARAVE

Naloga po disciplinah

"Fiziologija rastlin"

Vpliv mineralov na rast in razvoj rastlin

Izvajalec:

Bogdanovič Vladimir Grigorijevič

MOSYR 2011

UVOD

POGLAVJE 1. PREGLED LITERATURE

1.3 Fosfor

1.6 Kalcij

1.7 Magnezij

3.4 Pomanjkanje dušika

3.5 Pomanjkanje fosforja

3.6 Pomanjkanje žvepla

3.7 Pomanjkanje kalija

3.8 Pomanjkanje kalcija

3.9 Pomanjkanje magnezija

ZAKLJUČEK

BIBLIOGRAFSKI SEZNAM

UVOD

rastlina mineralnih snovi

Mineralna prehrana rastlin je niz procesov absorpcije, gibanja in asimilacije s strani rastlin kemičnih elementov, pridobljenih iz tal v obliki ionov mineralnih soli.

Vsak kemični element igra posebno vlogo v življenju rastline.

Dušik je sestavni del aminokislin, iz katerih so gradniki beljakovin. Dušik je vključen tudi v številne druge spojine: purine, alkaloide, encime, regulatorje rasti, klorofil in celične membrane.

Fosfor rastlina absorbira v obliki soli fosforne kisline (fosfatov) in je v njej v prostem stanju ali skupaj z beljakovinami in drugimi organskimi snovmi, ki sestavljajo plazmo in jedro.

Žveplo rastlina absorbira v obliki soli žveplove kisline in je del beljakovin in eteričnih olj.

Kalij je koncentriran v mladih organih, bogatih s plazmo, pa tudi v organih kopičenja rezervnih snovi - semenih, gomoljih, verjetno igra vlogo nevtralizatorja kisle reakcije celičnega soka in sodeluje pri turgorju.

Magnezij se nahaja v rastlini na istem mestu kot kalij, poleg tega pa je del klorofila.

Kalcij se kopiči v odraslih organih, zlasti v listih, služi kot nevtralizator oksalne kisline, ki je škodljiva za rastlino in jo ščiti pred strupenimi učinki različnih soli ter sodeluje pri tvorbi mehanskih membran.

Poleg teh vitalnih elementov so določen pomen natrijev klorid, mangan, železo, fluor, jod, brom, cink, kobalt, ki spodbujajo rast rastlin itd.

Namen: Preučiti vpliv mineralov na rast in razvoj rastlin.

1. Preučiti gradivo o glavnih vrstah mineralnih snovi in ​​njihovem vplivu na rast in razvoj rastlin.

2. Seznaniti se z metodami za določanje mineralov v rastlinskih tkivih.

3. Prepoznajte simptome pomanjkanja in presežka mineralov v rastlinah

POGLAVJE 1. PREGLED LITERATURE

Rastline lahko absorbirajo iz okolja v večjih ali manjših količinah skoraj vse elemente periodnega sistema. Medtem pa je za normalen življenjski cikel rastlinskega organizma potrebna le določena skupina osnovnih hranil, katerih funkcij v rastlini ne morejo nadomestiti drugi kemični elementi. Ta skupina vključuje naslednjih 19 elementov:

Med temi osnovnimi hranilnimi elementi je le 16 dejansko mineralnih, saj C, H in O vstopajo v rastline predvsem v obliki CO 2, O 2 in H 2 O. Elementi Na, Si in Co so navedeni v oklepajih, saj so potrebne za vse višje rastline še niso uveljavljene. Nekatere vrste te družine absorbirajo natrij v razmeroma velikih količinah. Chenopodiaceae (hrčki), zlasti pesa, pa tudi vrste, prilagojene za zasoljevanje, so v tem primeru potrebne. Enako velja za silicij, ki ga v posebno velikih količinah najdemo v žitni slami, za riž pa je bistven element.

Prvi štirje elementi - C, H, O, N - se imenujejo organogeni. Ogljik v povprečju predstavlja 45% suhe mase tkiv, kisik - 42, vodik - 6,5 in dušik - 1,5, vse skupaj pa 95%. Preostalih 5 % pade na pepelne snovi: P, S, K, Ca, Mg, Fe, Al, Si, Na itd. Mineralno sestavo rastlin običajno presojamo z analizo pepela, ki ostane po zgorevanju organske snovi. rastline. Vsebnost mineralnih elementov (ali njihovih oksidov) v rastlini je običajno izražena v odstotkih glede na maso suhe snovi ali kot odstotek mase pepela. Zgoraj naštete snovi pepela se imenujejo makrohranila.

Elementi, ki so prisotni v tkivih v koncentracijah 0,001 % ali manj suhe mase tkiv, se imenujejo elementi v sledovih. Nekateri izmed njih imajo pomembno vlogo pri presnovi (Mn, Cu, Zn, Co, Mo, B, C1).

Vsebnost enega ali drugega elementa v rastlinskih tkivih je spremenljiva in se lahko zelo razlikuje pod vplivom okoljskih dejavnikov. Na primer, Al, Ni, F in drugi se lahko kopičijo v rastlinah do strupenih ravni. Med višjimi rastlinami so vrste, ki se močno razlikujejo po vsebnosti elementov v tkivih, kot je Na, kot je bilo že omenjeno, in Ca, v zvezi s katerimi se razlikujejo skupine rastlin natriefil, kalciofil (večina stročnic, vključno z fižolom, fižolom, deteljo ), kalciofobi (volčji bob, bela riba, kislica itd.). Te posebne značilnosti so posledica narave tal v krajih izvora in habitata vrste, določene genetsko določene vloge, ki jo imajo ti elementi v presnovi rastlin.

Listi so najbogatejši z mineralnimi elementi, v katerih je pepel lahko od 2 do 15 % mase suhe snovi. Najmanjša vsebnost pepela (0,4-1 %) je bila ugotovljena v deblih dreves.

Dušik je leta 1772 odkril škotski kemik, botanik in zdravnik D. Rutherford kot plin, ki ne podpira dihanja in izgorevanja. Zato so ga imenovali dušik, kar pomeni "neživljenje". Vendar je dušik sestavni del beljakovin, nukleinskih kislin in številnih vitalnih organskih snovi. Odprava pomanjkanja nekaterih esencialnih spojin, ki vsebujejo dušik – aminokislin, vitaminov itd. – je najbolj pereč problem prehranskih programov ljudi.

Dušik je eden najpogostejših elementov v naravi. Njegovi glavni obliki na Zemlji sta vezan dušik litosfere in plinasti molekularni dušik (N 2) atmosfere, ki predstavlja 75,6 % mase zraka. Po izračunih so zaloge N 2 v ozračju ocenjene na 4 * 10 15 ton Stolpec zraka nad 1 m 2 zemeljske površine vsebuje 8 ton dušika. Vendar molekularnega dušika kot takega višje rastline ne asimilirajo in se lahko pretvori v obliko, ki jim je dostopna le zaradi aktivnosti mikroorganizmov, ki fiksirajo dušik.

Pomembne so tudi zaloge vezanega dušika v litosferi in so ocenjene na 18 * 10 15 ton, vendar je v tleh skoncentriran le minimalen del zemeljskega litosferskega dušika in le 0,5 - 2 % celotne zaloge v tleh. zemlja je neposredno dostopna rastlinam. 1 ha njivskega černozema v povprečju ne vsebuje več kot 200 kg dušika, ki je na voljo rastlinam, na podzolah pa je njegova količina 3-4 krat manjša. Ta dušik je predstavljen predvsem v obliki NH 4 + - in NO 3 -ionov.

Mikroorganizmi, ki fiksirajo dušik. Mikroorganizme, ki izvajajo biološko fiksacijo dušika, lahko razdelimo v dve glavni skupini: a) prostoživeče fiksatorje dušika in b) mikroorganizme, ki živijo v simbiozi z višjimi rastlinami.

Prostoživeči dušikovi fiksatorji - heterotrofi, potrebujejo vir hrane ogljikovih hidratov in so zato pogosto povezani z mikroorganizmi, ki so sposobni razgraditi celulozo in druge polisaharide. Bakterije iz rodov Azotobacter in Beijerinckia se praviloma naselijo na površini korenin višjih rastlin. Takšne povezave pojasnjujejo z dejstvom, da bakterije kot vir ogljika uporabljajo produkte, ki jih korenine izločajo v rizosfero.

V zadnjem času se veliko pozornosti posveča cianobakterijam, zlasti Tolypothrix tenius. Obogatitev riževih polj z njimi poveča pridelek riža v povprečju za 20 %. Na splošno kmetijska vrednost prostoživečih dušikovih fiksatorjev ni tako velika. V zmernem podnebju je njihova letna fiksacija dušika praviloma nekaj kilogramov dušika na hektar, vendar lahko ob ugodnih razmerah v tleh (na primer velika količina organskih ostankov) doseže 20-40 kg N / ha.

V skupino simbiotskih dušikovih fiksatorjev sodijo predvsem bakterije iz rodu Rhizobium, ki tvorijo gomolje na koreninah stročnic, pa tudi nekatere aktinomicete in cianobakterije. Trenutno obstaja okoli 190 rastlinskih vrst različnih družin, ki so sposobne simbiotično asimilirati dušik. Med njimi so nekatera drevesa in grmovnice: jelša, lesnica, los, rakitov trn itd. V gomoljih, ki rastejo na koreninah jelše in nekaterih drugih nestročnic, naseljujejo aktinomicete iz rodu Frankia.

Največje zanimanje za kmetijstvo so vozličaste bakterije iz rodu Rhizobium, ki živijo v simbiozi s stročnicami in fiksirajo povprečno 100 do 400 kg N / ha na leto. Med stročnicami lahko lucerna nabere do 500 - 600 kg N / ha na leto, detelja - 250 - 300, volčji bob - 150, krmni fižol, grah, fižol - 50 - 60 kg N / ha. Zaradi ostankov pridelka in zelenega gnoja te rastline znatno obogatijo tla z dušikom.

Zaloge dušika v tleh je mogoče napolniti na različne načine. Pri gojenju kmetijskih pridelkov veliko pozornosti namenjamo uporabi mineralnih gnojil. V naravnih razmerah imajo glavno vlogo specializirane skupine mikroorganizmov. To so dušikovi fiksatorji, pa tudi talne bakterije, ki so sposobne mineralizirati in pretvoriti v obliko NH 4 + ali NO 3 - organski dušik rastlinskih in živalskih ostankov, ki niso na voljo rastlinam, in dušik humusa, ki predstavljata večino dušika v tleh.

Vsebnost dušika, ki je na voljo rastlinam v tleh, ni odvisna le od mikrobioloških procesov mineralizacije organskega dušika in fiksacije dušika, temveč tudi od hitrosti absorpcije dušika s strani rastlin in njegovega izpiranja iz tal, pa tudi od izgub dušika v tleh. proces denitrifikacije, ki ga izvajajo anaerobni mikroorganizmi, ki lahko reducirajo ione NO 3 v plinasti N 2. Ta proces je še posebej intenziven na mokrih, poplavljenih, slabo prezračenih tleh, zlasti na riževih poljih.

Tako je dušik zelo labilen element, ki kroži med ozračjem, tlemi in živimi organizmi.

1.3 Fosfor

Fosfor je tako kot dušik najpomembnejši element prehrane rastlin. Absorbirajo ga v obliki višjega oksida PO 4 3- in se ne spremeni, saj se vgradi v organske spojine. V rastlinskih tkivih je koncentracija fosforja 0,2-1,3% suhe mase rastline.

Oblike fosforjevih spojin, ki so na voljo rastlinam

Zaloge fosforja v zgornjem sloju tal so relativno majhne, ​​približno 2,3 - 4,4 t/ha (glede na P 2 O 5). Od te količine 2/3 odpade na mineralne soli ortofosforne kisline (H 3 PO 4), 1/3 - na organske spojine, ki vsebujejo fosfor (organski ostanki, humus, fitat itd.). Fitati predstavljajo do polovice organskega fosforja v tleh. Večina fosforjevih spojin je slabo topnih v talni raztopini. To po eni strani zmanjšuje izgubo fosforja iz tal zaradi izpiranja, po drugi strani pa omejuje možnosti njegove uporabe rastlinam.

Glavni naravni vir fosforja, ki vstopa v njivsko plast, je preperevanje matične kamnine, kjer se nahaja predvsem v obliki apatitov 3Ca 3 (P0 4) 2 * CaF 2 itd. Trisubstituirane fosforjeve soli kalcija in magnezija ter soli železov in aluminijev seskvioksid (FeP0 4, AIPO 4 v kislih tleh) so slabo topni in rastlinam nedostopni. Dvobazične in predvsem monosubstituirane kalcijeve in magnezijeve soli, predvsem soli enovalentnih kationov in proste ortofosforne kisline, so vodotopne in jih rastline uporabljajo kot glavni vir fosforja v talni raztopini. Rastline lahko asimilirajo tudi nekatere organske oblike fosforja (sladkorne fosfate, fitin). Koncentracija fosforja v talni raztopini je nizka (0,1 - 1 mg / l). Fosfor organskih ostankov in humusa mineralizirajo talni mikroorganizmi, večina pa se pretvori v slabo topne soli. Rastline iz njih dobijo fosfor, zaradi česar so bolj gibljive. To dosežemo zaradi sproščanja organskih kislin iz korenin, ki kelirajo dvovalentne katione in zakisajo rizosfero, kar olajša prehod HPO 4 3 -> HPO 4 2 -> HP0 4 -. Nekatere kmetijske rastline dobro asimilirajo slabo topne fosfate (volčji bob, ajda, grah). Ta sposobnost rastlin se s starostjo povečuje.

Sodelovanje fosforja v presnovi

V rastlinskih tkivih je fosfor prisoten v organski obliki ter v obliki ortofosforne kisline in njenih soli. Je del beljakovin (fosfoproteinov), nukleinskih kislin, fosfolipidov, fosforjevih estrov sladkorjev, nukleotidov, ki sodelujejo pri energetski presnovi (ATP, NAD + itd.), vitaminov in mnogih drugih spojin.

Fosfor ima še posebej pomembno vlogo v energiji celice, saj je v obliki visokoenergetskih etrskih vezi fosforja (C - O ~ P) ali pirofosfatnih vezi v nukleozidnih di-, nukleozid trifosfatih in polifosfatih ta energija shranjeni v živi celici. Te vezi imajo visoko standardno prosto energijo hidrolize (na primer 14 kJ/mol za glukozo-6-fosfat in AMP, 30,5 za ADP in ATP ter 62 kJ/mol za fosfoenolpiruvat). To je tako univerzalen način shranjevanja in uporabe energije, da skoraj vse presnovne poti vključujejo določene fosforjeve estre in (ali) nukleotide, stanje adenin nukleotidnega sistema (energetski naboj) pa je pomemben mehanizem za nadzor dihanja.

V obliki stabilnega diestra je fosfat del strukture nukleinskih kislin in fosfolipidov. V nukleinskih kislinah fosfor tvori mostove med nukleozidi in jih združuje v velikansko verigo. Fosfat naredi fosfolipid hidrofilen, medtem ko je preostala molekula lipofilna. Zato so na vmesniku med fazami v membranah fosfolipidne molekule usmerjene polarno, s svojimi konci fosfata navzven, lipofilno jedro molekule pa se trdno drži v lipidnem dvosloju in stabilizira membrano.

Druga edinstvena funkcija fosforja je njegova udeležba pri fosforilaciji celičnih beljakovin z uporabo protein kinaz. Ta mehanizem nadzoruje številne presnovne procese, saj vključitev fosfata v proteinsko molekulo vodi do prerazporeditve električnih nabojev v njej in posledično do spremembe njene strukture in funkcije. Fosforilacija beljakovin uravnava procese, kot so sinteza RNA in beljakovin, delitev celic, diferenciacija in mnoge druge.

Glavna rezervna oblika fosforja v rastlinah je fitin - kalcijeva in magnezijeva sol inozitol fosforne kisline (inositol heksafosfat):

V semenih se kopičijo znatne količine fitina (0,5 - 2 % suhe mase), ki predstavljajo do 50 % celotnega fosforja v njih.

Radialno gibanje fosforja v območju privzema korenin do ksilema se pojavi vzdolž simplasta, njegova koncentracija v koreninskih celicah pa je deset-stokrat višja od koncentracije fosfata v talni raztopini. Transport vzdolž ksilema poteka pretežno ali v celoti v obliki anorganskega fosfata; v tej obliki doseže liste in rastne cone. Fosfor se tako kot dušik zlahka prerazporedi med organe. Iz listnih celic vstopi v sitaste cevi in ​​se skozi floem prenaša v druge dele rastline, predvsem v rastoče storže in razvijajoče se plodove. Podoben odtok fosforja se pojavi iz starajočih se listov.

Žveplo je eno najpomembnejših hranil za življenje rastlin. Vnaša jih predvsem v obliki sulfata. Njegova vsebnost v rastlinskih tkivih je relativno nizka in znaša 0,2-1,0 % glede na suho maso. Potreba po žvepu je velika v rastlinah, bogatih z beljakovinami, na primer v stročnicah (lucerna, detelja), še posebej pa je izrazita pri predstavnikih družine križnic, ki v velikih količinah sintetizirajo gorčična olja, ki vsebujejo žveplo.

V tleh se žveplo nahaja v anorganskih in organskih oblikah. V večini tal prevladuje organsko žveplo rastlinskih in živalskih ostankov, v šotnih tleh pa lahko predstavlja do 100 % vsega žvepla. Glavna anorganska oblika žvepla v tleh je sulfat, ki je lahko v obliki soli CaSO 4, MgSO 4, Na 2 SO 4 v talni raztopini v ionski obliki ali adsorbiran na koloidih tal. V slanih tleh Na 2 SO 4 lahko vsebnost sulfata doseže 60 % mase tal. V poplavljenih tleh je žveplo v reducirani obliki v obliki FeS, FeS 2 ali H 2 S. Skupna vsebnost žvepla v tleh zmernih podnebnih pasov znaša povprečno 0,005-0,040 %.

Rastline absorbirajo žveplo predvsem v obliki sulfata. Transmembranski prenos sulfata poteka v kotransportu z N + ali v zameno za ione NSO 3 -. Manj oksidirane (SO 2) ali bolj reducirane (H 3 S) anorganske žveplove spojine so strupene za rastline. Rastline in organske spojine (aminokisline), ki vsebujejo reducirano žveplo, so zelo slabo zaznane.

Žveplo se v rastlinah nahaja v dveh glavnih oblikah – oksidirano (v obliki anorganskega sulfata) in reducirano. Absolutna vsebnost in razmerje oksidiranih in reduciranih oblik žvepla v rastlinskih organih je odvisna tako od aktivnosti procesov redukcije in asimilacije sulfata kot od koncentracije SO 4 2- v hranilnem mediju.

Del žvepla, ki ga absorbira rastlina, se zadrži v sulfatnem bazenu korenin, po možnosti v obliki CaSO 4 ali metaboličnega sulfata, ki nastane na novo kot posledica sekundarne oksidacije reduciranega žvepla. Glavni del sulfata se premakne iz korenin v žile ksilema in se s transpiracijskim tokom transportira do mladih rastočih organov, kjer se intenzivno vključi v presnovo in izgubi svojo mobilnost.

Od listov se lahko sulfatne in reducirane oblike žvepla (aminokisline, ki vsebujejo žveplo, glutation) premikajo po floemu tako akropetalno kot bazipetalno do rastočih delov rastlin in organov za shranjevanje. V semenih je žveplo pretežno v organski obliki, med kalitvijo pa delno preide v oksidirano obliko. Med zorenjem semena opazimo zmanjšanje sulfata in sintezo aminokislin in beljakovin, ki vsebujejo žveplo.

Delež sulfata v skupni bilanci žvepla v tkivih se lahko giblje od 10 do 50 % ali več. Pri mladih listih je minimalen in se s staranjem močno poveča zaradi povečane razgradnje beljakovin, ki vsebujejo žveplo.

Žveplo je del najpomembnejših aminokislin - cisteina in metionina, ki ju najdemo v rastlinah, tako v prosti obliki kot v beljakovinah. Metionin je ena izmed 10 esencialnih aminokislin in ima zaradi svoje žveplove in metilne skupine edinstvene lastnosti.

Ena od glavnih funkcij žvepla v beljakovinah in polipeptidih je sodelovanje SH-skupin pri tvorbi kovalentnih, vodikovih, merkaptidnih vezi, ki podpirajo tridimenzionalno strukturo proteina.

Žveplo je tudi del najpomembnejših bioloških spojin - koencima A in vitaminov (lipoična kislina, biotin, tiamin) in v obliki teh spojin sodeluje v encimskih reakcijah celice.

Kalij je eden najpomembnejših elementov mineralne prehrane rastlin. Njegova vsebnost v tkivih je v povprečju 0,5-1,2% računano na suho maso. Pepel je dolgo časa služil kot glavni vir kalija, kar se odraža v imenu elementa (kalij izhaja iz besede potashes - pepel iz lončka). Vsebnost kalija v celici je 100-1000-krat višja od njegove ravni v zunanjem okolju. V tkivih ga je veliko več kot drugih kationov.

Zaloge kalija v tleh so 8-40-krat večje od vsebnosti fosforja, dušika pa 5-50-krat. V tleh je lahko kalij v naslednjih oblikah: v sestavi kristalne mreže mineralov, v izmenjevalnem in neizmenjalnem stanju v koloidnih delcih, v sestavi rastlinskih ostankov in mikroorganizmov, v obliki mineralnih soli talna raztopina.

Najboljši vir prehrane so topne kalijeve soli (0,5 - 2 % bruto zalog v tleh). Ko se porabljajo mobilne oblike kalija, se njegove zaloge v tleh lahko polnijo zaradi zamenljivih oblik, z zmanjšanjem slednjih pa zaradi neizmenljivih, fiksnih oblik kalija. Izmenično sušenje in vlaženje tal ter aktivnost koreninskega sistema rastlin in mikroorganizmov prispevajo k prehodu kalija v dostopne oblike.

V rastlinah je kalij najbolj koncentriran v mladih rastočih tkivih, za katera je značilna visoka stopnja presnove: meristemi, kambija, mladi listi, poganjki, brsti. V celicah je kalij prisoten predvsem v ionski obliki, ni del organskih spojin, ima visoko mobilnost in se zato zlahka ponovno uporabi. Premikanje kalija iz starih v mlade liste olajša natrij, ki ga lahko nadomesti v tkivih rastlin, ki so prenehale rasti.

V rastlinskih celicah je približno 80 % kalija v vakuolah. Sestavlja večino kationov v celičnem soku. Zato lahko kalij iz rastlin izpere dež, zlasti iz starih listov. S kalijevim stradanjem je motena lamelarno-granularna struktura kloroplastov, membranske strukture mitohondrijev pa so neorganizirane. Do 20 % celičnega kalija se adsorbira na citoplazmatske koloide. Na svetlobi je moč vezi kalija s koloidi večja kot v temi. Ponoči je mogoče opaziti celo sproščanje kalija skozi koreninski sistem rastlin.

Kalij prispeva k vzdrževanju stanja hidratacije citoplazmatskih koloidov in uravnava njihovo sposobnost zadrževanja vode. Povečanje hidracije beljakovin in sposobnosti zadrževanja vode citoplazme poveča odpornost rastlin na sušo in zmrzal.

Kalij je nujen za absorpcijo in transport vode skozi rastlino. Izračuni kažejo, da je delo "motorja spodnjega dela", torej koreninskega tlaka, 3/4 zaradi prisotnosti kalijevih ionov v soku. Kalij je pomemben pri procesu odpiranja in zapiranja stomatov. Na svetlobi v vakuolah zaščitnih celic želodca se koncentracija kalijevih ionov močno poveča (za 4-5 krat), kar vodi do hitrega vstopa vode, povečanja turgorja in odpiranja želodčne razpoke. . V temi začne kalij zapuščati zaščitne celice, turgorski tlak v njih pade in stomati se zaprejo.

Kalij rastline absorbirajo kot kation in tvori le šibke vezi z različnimi spojinami v celici. Verjetno zato ravno kalij ustvarja ionsko asimetrijo in razliko v električnih potencialih med celico in okoljem (membranski potencial).

Kalij je eden od kationov - aktivatorjev encimskih sistemov. Trenutno je znano, da jih kalij aktivira več kot 60 encimov z različnimi stopnjami specifičnosti. Potreben je za vključevanje fosfata v organske spojine, reakcije prenosa fosfatnih skupin, za sintezo beljakovin in polisaharidov ter sodeluje pri sintezi riboflavina, ki je sestavina vseh flavin dehidrogenaz. Pod vplivom kalija se poveča kopičenje škroba v gomoljih krompirja, saharoze v sladkorni pesi, monosaharidov v sadju in zelenjavi, celuloze, hemiceluloz in pektinskih snovi v celični steni rastlin. Posledično se poveča odpornost žitne slame proti poleganju, izboljša se kakovost vlaken lanu in konoplje. Zadostna oskrba rastlin s kalijem povečuje njihovo odpornost proti glivičnim in bakterijskim boleznim.

1.6 Kalcij

Skupna vsebnost kalcija v različnih rastlinskih vrstah je 5-30 mg na 1 g suhe mase. Rastline glede na kalcij delimo v tri skupine: kalciofili, kalciofobi in nevtralne vrste. Stročnice, ajda, sončnice, krompir, zelje, konoplja vsebujejo veliko kalcija, žita, lan, sladkorna pesa pa veliko manj kalcija. V tkivih dvokaličnic je ta element praviloma večji kot pri enokaličnikih.

Kalcij se kopiči v starih organih in tkivih. To je posledica dejstva, da se njegov transport izvaja vzdolž ksilema in je njegovo recikliranje težko. S staranjem celic ali zmanjšanjem njihove fiziološke aktivnosti se kalcij iz citoplazme premakne v vakuolo in se odloži v obliki netopnih soli oksalne, citronske in drugih kislin. Nastali kristalni vključki ovirajo mobilnost in ponovno uporabo tega kationa.

Pri večini gojenih rastlin se kalcij kopiči v vegetativnih organih. V koreninskem sistemu je njegova vsebnost nižja kot v nadzemnem delu. V semenih je kalcij prisoten predvsem kot sol inozitol fosforjeve kisline (fitin).

Kalcij opravlja različne funkcije v presnovi celic in telesa kot celote. Povezani so z njegovim učinkom na strukturo membran, ionske tokove skozi njih in bioelektrične pojave, na preureditev citoskeleta, procese polarizacije celic in tkiv itd.

Kalcij aktivira številne celične encimske sisteme: dehidrogenaze (glutamat dehidrogenaza, malat dehidrogenaza, glukoza-6-fosfat dehidrogenaza, NADP-odvisna izocitrat dehidrogenaza), b-amilaze, adenilat in arginin kinaze, lipaze, fosfataze. V tem primeru lahko kalcij spodbuja agregacijo beljakovinskih podenot, služi kot most med encimom in substratom ter vpliva na stanje alosteričnega centra encima. Presežek kalcija v ionski obliki zavira oksidativno fosforilacijo in fotofosforilacijo.

Ca 2 + ioni igrajo pomembno vlogo pri stabilizaciji membrane. V interakciji z negativno nabitimi fosfolipidnimi skupinami stabilizira membrano in zmanjša njeno pasivno prepustnost. S pomanjkanjem kalcija se poveča prepustnost membran, pojavijo se njihove razpoke in razdrobljenost, procesi membranskega transporta pa so moteni.

Pomembno je omeniti, da skoraj vso kapaciteto kationske izmenjave na površini korenine zaseda kalcij in delno H +. To kaže na sodelovanje kalcija v primarnih mehanizmih vnosa ionov v koreninske celice. Z omejevanjem pretoka drugih ionov v rastline kalcij pomaga odpraviti toksičnost presežnih koncentracij amonija, aluminija, mangana, železovih ionov, poveča odpornost rastlin na slanost in zmanjša kislost tal. Kalcij najpogosteje deluje kot ravnotežni ion pri ustvarjanju fiziološkega ravnovesja ionske sestave okolja, saj je njegova vsebnost v tleh precej visoka.

Večina vrst tal je bogata s kalcijem in izrazito stradanje s kalcijem je redko, na primer z močno kislostjo ali slanostjo tal, na šotiščih, s kršitvijo razvoja koreninskega sistema, v neugodnih vremenskih razmerah.

1.7 Magnezij

Po vsebnosti v rastlinah je magnezij na četrtem mestu za kalijem, dušikom in kalcijem. Pri višjih rastlinah je njegova povprečna vsebnost na suho maso 0,02 - 3,1 %, pri algah 3,0 - 3,5 %. Še posebej ga je veliko v rastlinah kratkega dneva – koruzi, prosu, sirku, konoplji, pa tudi v krompirju, pesi, tobaku in stročnicah. 1 kg svežih listov vsebuje 300 - 800 mg magnezija, od tega je 30 - 80 mg (tj. 1/10 dela) del klorofila. Magnezija je še posebej veliko v mladih celicah in rastočih tkivih, pa tudi v generativnih organih in skladiščnih tkivih. Pri caryopses se magnezij kopiči v zarodku, kjer je njegova raven nekajkrat višja od vsebnosti v endospermu in lupini (pri koruzi 1,6, 0,04 in 0,19% na suho maso).

Kopičenje magnezija v mladih tkivih omogoča njegova relativno visoka mobilnost v rastlinah, kar vodi do njegove sekundarne uporabe (ponovne uporabe) iz starajočih se tkiv. Vendar je stopnja ponovne izrabe magnezija veliko nižja kot pri dušiku, fosforju in kaliju. Enostavna mobilnost magnezija je razložena z dejstvom, da je približno 70 % tega kationa v rastlini povezanih z anioni organskih in anorganskih kislin. Gibanje magnezija poteka tako vzdolž ksilema kot vzdolž floema. Del magnezija tvori netopne spojine, ki se ne morejo premikati skozi rastlino (oksalat, pektat), drugi del pa vežejo visokomolekularne spojine. V semenih (zarodek, lupina) je največ magnezija v fitinu.

Končno, približno 10-12 % magnezija najdemo v klorofilu. Ta zadnja funkcija magnezija je edinstvena: noben drug element ga ne more nadomestiti v klorofilu. Magnezij je potreben za sintezo protoporfirina IX, neposrednega predhodnika klorofilov.

Na svetlobi se magnezijevi ioni sprostijo iz tilakoidne votline v stromo kloroplasta. Povečanje koncentracije magnezija v stromi aktivira RDF karboksilazo in druge encime. Domneva se, da povečanje koncentracije Mg 2 + (do 5 mmol / L) v stromi vodi do povečanja afinitete RDF karboksilaze za CO 2 in aktivacije redukcije CO 2. Magnezij lahko neposredno vpliva na konformacijo encima, pa tudi zagotavlja optimalne pogoje za njegovo delo, pri čemer vpliva na pH citoplazme kot protiion protonov. Podobno lahko delujejo kalijevi ioni. Magnezij med fotofosforilacijo aktivira številne reakcije prenosa elektronov: zmanjšanje NADP+, hitrost reakcije Hill, potrebna je za prenos elektronov iz PS II v PS I.

Vpliv magnezija na druga presnovna mesta je najpogosteje povezan z njegovo sposobnostjo uravnavanja dela encimov in njegov pomen za številne encime je edinstven. Samo mangan lahko v nekaterih procesih nadomesti magnezij. Vendar pa je v večini primerov aktivacija encimov z magnezijem (v optimalni koncentraciji) višja kot z manganom.

Magnezij je bistvenega pomena za številne encime glikolize in Krebsov cikel. V mitohondrijih z njegovim pomanjkanjem opazimo zmanjšanje števila, kršitev oblike in na koncu izginotje krist. Devet od dvanajstih reakcij glikolize zahteva aktivatorske kovine, šest pa jih aktivira magnezij.

Magnezij pospešuje sintezo eteričnih olj, gume, vitaminov A in C. Domneva se, da s tvorbo kompleksne spojine z askorbinsko kislino upočasni njeno oksidacijo. Mg2 + je potreben za tvorbo ribosomov in polisomov, za aktivacijo aminokislin in sintezo beljakovin, uporablja pa se za vse procese v koncentraciji najmanj 0,5 mmol / L. Aktivira DNA in RNA polimeraze, sodeluje pri tvorbi specifične prostorske strukture nukleinskih kislin.

S povečanjem stopnje oskrbe z magnezijem v rastlinah se poveča vsebnost organskih in anorganskih oblik fosforjevih spojin. Ta učinek je verjetno povezan z vlogo magnezija pri aktivaciji encimov, ki sodelujejo pri presnovi fosforja.

Rastline občutijo pomanjkanje magnezija predvsem na peščenih tleh. Podzolasta tla so revna z magnezijem in kalcijem, bogata s serozemom; černozemi zasedajo vmesni položaj. Vodotopnega in izmenljivega magnezija v tleh je 3-10%. Kompleks, ki absorbira tla, vsebuje največ kalcijevih ionov, na drugem mestu je magnezij. Rastlinam primanjkuje magnezija, če ga vsebuje manj kot 2 mg na 100 g zemlje. Z zmanjšanjem pH talne raztopine magnezij vstopi v rastline v manjših količinah.

POGLAVJE 2. GRADIVA IN RAZISKOVALNE METODE

2.1 Metode za določanje mineralov

Določanje vsebnosti katerega koli kemičnega elementa v rastlini vključuje kot obvezen postopek pred samim določanjem stopnjo razgradnje (prebave) vzorca.

V praksi biokemične analize se uporabljata predvsem dve metodi - suho in mokro pepelovanje. V obeh primerih postopek zagotavlja mineralizacijo vseh elementov, to je njihovo pretvorbo v obliko, topno v enem ali drugem anorganskem topilu.

Mokro pepelovanje je glavni način razgradnje organskih spojin dušika in fosforja, v nekaterih primerih pa je bolj zanesljivo pri določanju številnih drugih elementov. Pri določanju bora lahko uporabimo samo suho pepelovanje, saj se večina borovih spojin izhlapi z vodo in kislinskimi hlapi.

Metoda suhega pepela je uporabna za analizo vsebnosti skoraj vseh makro- in mikroelementov v biološkem materialu. Običajno se suho upepelitev rastlinskih vzorcev izvaja v električni muflni peči v porcelanskih, kremenih ali kovinskih lončkih (ali skodelicah) pri temperaturi, ki ne presega 450-500 °C. Najboljši so kvarčni lončki, vendar so lončki iz ognjevzdržnega stekla oz. običajno se uporablja porcelan. Nekatere posebne študije lahko zahtevajo platinaste lončke. Nizka temperatura med zgorevanjem in pravilna izbira materiala lončka omogočata, da se izognemo izgubam zaradi izhlapevanja in izgubam zaradi tvorbe oksidov analita, ki so slabo topni v klorovodikovi kislini. Oksidi lahko nastanejo pri reakciji z materialom, iz katerega so izdelani lončki.

2.2 Mikrokemična analiza pepela

Materiali in oprema: pepel, pridobljen iz žganih listov, semen, lesa; 10 % raztopine HCl in NH 3, 1 % raztopine naslednjih soli v kapalki: Na 2 HCO 3, NaHC 4 H 4 O 6, K 4, (NH 4) 2 MoO 4 v 1 % HNO 3, 1 % H 2 SO raztopina 4; epruvete, stekleni lijaki s premerom 4-5 cm, kovinske lopatice ali očesne lopatice, steklena stekelca, steklene palice, prtički ali kosi filtrirnega papirja, papirnati filtri, podložke ali bučke z destilirano vodo, skodelice za splakovanje vode.

Kratke informacije:

Pri izgorevanju tkiva se organogeni elementi (C; H; O; N) izhlapijo v obliki plinastih spojin in ostane negorljiv del - pepel. Njegova vsebnost v različnih organih je različna: v listu - do 10-15%, v semenih - približno 3%, v lesu - približno 1%. Večina pepela je v živih, aktivno delujočih tkivih, na primer v mezofilu listov. Njene celice vsebujejo klorofil in številne encime, ki vključujejo elemente, kot so magnezij, železo, baker itd. Zaradi visoke presnovne aktivnosti živih tkiv vsebujejo tudi precejšnjo količino kalija, fosforja in drugih elementov. Vsebnost pepela je odvisna od sestave zemlje, na kateri raste rastlina, ter od njene starosti in biološke narave. Organi rastlin se ne razlikujejo le po kvantitativni, temveč tudi po kvalitativni sestavi pepela.

Mikrokemična metoda omogoča odkrivanje številnih elementov v rastlinskem pepelu. Metoda temelji na sposobnosti nekaterih reagentov, da pri interakciji z elementi pepela dajo spojine, ki se razlikujejo po določeni barvi ali kristalni obliki.

napredek

Del posušenega materiala (sekanci, listi in zdrobljena semena) damo v lonček z malo alkohola in prižgemo. Postopek ponovite 2-3 krat. Nato lonček prestavimo v električni štedilnik in prižgemo, dokler zoglenel material ne dobi pepelnato sivo barvo. Ostanke premoga je treba izgoreti tako, da lonček za 20 minut postavimo v muflno peč.

Za odkrivanje Ca, Mg, P in Fe je treba v epruveto s stekleno očesno lopatico dodati del pepela, naliti 4 ml 10 % HCl in večkrat pretresti za boljše raztapljanje. Za odkrivanje kalija je treba enako količino pepela raztopiti v 4 ml destilirane vode in filtrirati v čisto epruveto skozi majhen papirnati filter. Nato s stekleno paličico na čisto stekelce nanesemo majhno kapljico izvlečka pepela, zraven pa na razdalji 10 mm kapljico reagenta in dve kapljici povežemo s skakalcem s palico. (Vsak reagent se nanese z ločeno pipeto). Na mestu stika raztopin bo prišlo do kristalizacije reakcijskih produktov (mešanje dveh kapljic je nezaželeno, saj zaradi hitre kristalizacije nastanejo majhni netipični kristali; poleg tega, ko se kapljica posuši, lahko kristali začetnih soli oblika).

Nato s kosi filtrirnega papirja odstranimo kapljice preostalih raztopin iz stekla in kristale pregledamo pod mikroskopom brez pokrovnega stekla. Po vsaki reakciji stekleno palico sperite z vodo in obrišite do suhega s filtrirnim papirjem.

Za odkrivanje kalija se uporablja 1% kisli natrijev tartrat. Kot posledica reakcije z izvlečkom pepela nastanejo kristali kislega kalijevega tartrata KHC 4 H 4 O 6, ki imajo videz velikih prizm. Izvleček kalija v vodi je treba najprej nevtralizirati, saj je reakcijski produkt topen v kislem in alkalnem mediju. Reakcija poteka po enačbi:

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

Odkrivanje kalcija se izvede z 1% žveplovo kislino, reakcija poteka po enačbi:

CaCl 2 + H 2 SO 4 > CaSO 4 v + 2HCl.

Posledično nastane mavec v obliki posameznih ali zbranih v snopih igličastih kristalov.

Ko zaznamo magnezij, kapljici ekstrakta pepela najprej dodamo kapljico 10 % raztopine amoniaka in jo z mostičkom povežemo s kapljico 1 % raztopine natrijevega fosfata. Reakcija poteka po enačbi:

MgCl 2 + NH 3 + Na 2 HPO 4> NH 4 MgPO 4 v + 2NaCl.

Nastane fosfor-amoniak magnezijeva sol v obliki ploščatih brezbarvnih kristalov v obliki pravokotnikov, kril, pokrovov.

Odkrivanje fosforja se izvaja z uporabo 1% amonijevega molibdata v dušikovi kislini. Reakcija poteka po enačbi:

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.

Nastane fosfor-molibden amoniak v obliki majhnih kepic rumeno-zelene barve.

Za odkrivanje železa v dve epruveti vlijemo enako količino izvlečka pepela iz različnih organov (1-2 ml), dodamo enako količino 1% rumene krvne soli, dokler se ne pojavi modra barva. Pruska modra nastane:

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

POGLAVJE 3. REZULTATI Študij IN NJIHOVA ANALIZA

3.1 Simptomi pomanjkanja mineralov

Pomanjkanje mineralov povzroča spremembe v biokemičnih in fizioloških procesih, zaradi česar pogosto opazimo morfološke spremembe ali vidne simptome.

Včasih je zaradi pomanjkanja rast zavirana, dokler se ne pojavijo drugi simptomi.

Vidni simptomi pomanjkanja. Najpomembnejši rezultat pomanjkanja mineralov je zmanjšanje rasti. Najbolj opazen učinek pa je porumenelost listov, ki je posledica zmanjšanja biosinteze klorofila. Zdi se, da so listi še posebej občutljivi na pomanjkanje. Ob pomanjkanju mineralov se njihova velikost zmanjša, njihova oblika ali struktura se spremeni, njihova barva zbledi, včasih pa se na konicah, robovih ali med glavnimi žilami tvorijo celo mrtve površine. V nekaterih primerih so listi zbrani v šopke ali rozete, borove iglice pa se včasih ne morejo ločiti in nastanejo "združene iglice". Pogost simptom določene vrste pomanjkanja mineralov pri zelnatih rastlinah je zatiranje rasti stebla in zmanjšana rast listnih plošč, kar vodi v nastanek rozet majhnih listov, pogosto z mrežo klorotičnih območij. Vidni simptomi pomanjkanja različnih elementov so tako značilni, da lahko izkušeni opazovalci pomanjkanje prepoznajo po videzu listov.

Včasih drevesa ob pomanjkanju mineralov tvorijo odvečne količine gume. Ta pojav se imenuje omosa. Sproščanje smole okoli brstov je značilno za borovce s pomanjkanjem cinka v Avstraliji. Gumi najdemo tudi na lubju sadnega drevja, ki trpi zaradi suhih vršičkov zaradi pomanjkanja bakra. Pomembna pomanjkljivost pogosto povzroči odmiranje listov, poganjkov in drugih delov, kar pomeni, da se razvijejo simptomi, opisani kot suh vrh. V mnogih gozdnih in sadnih drevesih so opazili odmiranje poganjkov zaradi pomanjkanja bakra. Ko vršni poganjki jablane odmrejo zaradi pomanjkanja bakra, dobijo košat, zakrnel videz. Pomanjkanje bora povzroči sušenje vršnih rastnih točk in na koncu odmiranje kambija v citrusih in borovcih, odmiranje floema in fiziološko propadanje plodov pri drugih vrstah. Pomanjkanje enega elementa včasih prispeva k pojavu več različnih simptomov, na primer pomanjkanje bora pri jablanah povzroči deformacijo in krhkost listov, nekrozo floema, poškodbe lubja in plodov.

kloroza. Najpogostejši simptom, ki ga opazimo pri pomanjkanju najrazličnejših elementov, je kloroza, ki se pojavi kot posledica kršitve biosinteze klorofila. Narava, stopnja in resnost kloroze pri mladih in starih listih je odvisna od vrste rastline, elementa in stopnje pomanjkanja. Najpogosteje je kloroza povezana s pomanjkanjem dušika, lahko pa jo povzroči tudi pomanjkanje železa, mangana, magnezija, kalija in drugih elementov. Poleg tega lahko klorozo povzroči ne le pomanjkanje mineralov, temveč tudi številni drugi neugodni okoljski dejavniki, vključno s presežkom ali pomanjkanjem vode, neugodnimi temperaturami, strupenimi snovmi (na primer žveplovim dioksidom) in presežkom mineralov. Klorozo lahko povzročijo tudi genetski dejavniki, ki povzročajo pojav različno obarvanih rastlin: od albinov, popolnoma brez klorofila, do zelenkastih sadik ali sadik z različnimi črtami in pegavosti listov.

Na podlagi številnih dejavnikov, ki povzročajo klorozo, lahko sklepamo, da nastane kot posledica tako splošne presnovne motnje kot specifičnega vpliva posameznih elementov.

Ena najpogostejših in najbolj škodljivih vrst razvoja rastlin je vrsta kloroze, ki jo najdemo v velikem številu sadnih, okrasnih in gozdnih dreves, ki rastejo na alkalnih in apnenčastih tleh. Običajno je posledica nedostopnosti železa pri visokih pH vrednostih, včasih pa je vzrok pomanjkanje mangana.

S klorozo pri kritosemenkah ostanejo srednje in manjše žile listov zelene, območja med žilami pa postanejo bledo zelena, rumena ali celo bela. Običajno za klorozo najbolj trpijo najmlajši listi. Pri iglavcih, drevesih mlade iglice postanejo bledo zelene ali rumene, pri velikem primanjkljaju pa lahko iglice porjavijo in odpadejo.

Klorozo, ki jo povzroča pomanjkanje železa, lahko delno ali v celoti odpravimo z znižanjem pH tal.

3.2 Fiziološki učinek pomanjkanja mineralov

Vidni morfološki učinki ali simptomi pomanjkanja mineralov so posledica sprememb v različnih notranjih biokemičnih ali fizioloških procesih. Vendar je zaradi zapletenih odnosov med njimi težko ugotoviti, kako pomanjkanje določenega elementa povzroča opažene učinke. Na primer, pomanjkanje dušika lahko zavira rast zaradi slabše oskrbe z dušikom v procesih biosinteze nove protoplazme. Toda hkrati se zmanjša hitrost sinteze encimov in klorofila in zmanjša se površina fotosinteze. To povzroči oslabitev fotosinteze, poslabšanje oskrbe rastnih procesov z ogljikovimi hidrati. Posledično je možno nadaljnje zmanjšanje hitrosti absorpcije dušika in mineralov. En element pogosto opravlja več funkcij v rastlini, zato ni enostavno ugotoviti, ali kršitev katere funkcije ali kombinacije funkcij povzroči pojav vidnih simptomov. Mangan je na primer poleg aktiviranja določenih encimskih sistemov potreben tudi za sintezo. klorofil. Njegovo pomanjkanje povzroča nekatere funkcionalne motnje. Pomanjkanje dušika običajno povzroči opazno oslabitev fotosinteze, vendar učinek pomanjkanja drugih elementov ni tako dokončen.

Pomanjkanje mineralov zmanjša tako biosintezo ogljikovih hidratov kot njihovo gibanje v rastoča tkiva. Pomanjkanje pogosto vpliva na fotosintezo in dihanje na različne načine. Na primer, znatno pomanjkanje kalija upočasni fotosintezo in poveča dihanje, s čimer se zmanjša količina ogljikovih hidratov, ki se lahko uporabijo za rast. Premikanje ogljikovih hidratov je včasih tudi zavirano. Ta učinek je izrazit pri drevesih s pomanjkanjem bora z nekrozo floema. Zaradi zmanjšanja količine razpoložljivih ogljikovih hidratov se hitrost rasti tkiv v enem delu drevesa zmanjša, hkrati pa lahko pride do kopičenja ogljikovih hidratov v drugem delu. Včasih se tvorba semena zmanjša zaradi nizke vsebnosti ogljikovih hidratov v skladišču. Obilno gnojenje z dušikom je povzročilo znatno povečanje procesa tvorbe semen pri bukovi in ​​sladkornem javorju, povečala se je odstotek zdravih semen in suha masa javorjevih semen. Tudi tvorba storžkov in semen pri mladem kadilnem boru po oploditvi se je močno povečala. Če drevesom ne primanjkuje mineralov, lahko uporaba velikih količin dušikovega gnojila zmanjša tvorbo plodov in semen s spodbujanjem vegetativne rasti.

3.3 Presežek mineralov

V gozdnih tleh je redkokdaj presežek mineralnih hranil, vendar obilno gnojenje vrtov in drevesnic včasih povzroči koncentracijo soli, ki zadostuje za škodo. Obstajajo tudi velike površine suhega zemljišča, kjer večina rastlinskih vrst zaradi visoke vsebnosti soli ne more preživeti. Škodljivo je tudi namakanje z vodo, ki vsebuje veliko soli. To je posledica povišanja osmotskega tlaka, sprememb pH, neugodnih za rastline, neravnovesja različnih ionov ali zaradi kombinacije teh dejavnikov.

Povečan osmotski tlak talne raztopine zmanjša vnos vode, poveča pomanjkanje vode v listih in posledično povzroči poškodbe tkiva zaradi izsušitve v dneh, ko veter in visoke temperature povzročajo močno transpiracijo. Pri daljši in globlji dehidraciji opazimo tudi zapiranje stomatov, kar preprečuje fotosintezo. Visoke koncentracije soli v tleh lahko povzročijo poškodbe korenin s plazmolizo, zlasti v peščenih tleh, kar moti sintetično aktivnost korenin. Včasih se listi poškodujejo zaradi uporabe visokih koncentracij tekočih gnojil.

Škodljivi učinek prekomernega gnojenja je odvisen od vrste rastline, vrste uporabljenega gnojila in časa uporabe.

Prekomerno gnojenje sadnih in okrasnih dreves včasih podaljša rastno sezono do te mere, da drevesa in grmovnice nimajo časa za pridobitev odpornosti na mraz pred zmrzaljo. Prekomerno gnojenje včasih spodbudi nastanek velikega števila vej, cvetov in plodov na starejših drevesih. Druge vrste odziva rastlin na prekomerno gnojenje vključujejo fasciacijo ali sploščenje stebel in notranjo nekrozo lubja. Neželeni učinek prekomernega gnojenja se pri sadikih kaže v obliki prekomerne apikalne rasti, kar vodi v nizke vrednosti razmerja podzemnih in nadzemnih delov, zaradi česar se rastline po presaditvi pogosto slabo ukoreninijo.

Prekomerno gnojenje je ekonomsko potratno. Prav tako je nezaželeno za okolje, saj se presežek lahko izpere in pride v vodna telesa ali podtalnico. Posebej pomembno je odplakniti presežek dušika, običajno v obliki nitratov, problem onesnaženosti okolja pa lahko nastane tudi ob vnosu prevelikih količin katerega koli elementa.

3.4 Pomanjkanje dušika

Ob pomanjkanju dušika v habitatu je rast rastlin zavirana, tvorba stranskih poganjkov in roščenje pri žitih je oslabljena, opazimo majhne liste. Hkrati se razvejanost korenin zmanjša, vendar se lahko poveča razmerje med maso korenin in nadzemnega dela. Ena najzgodnejših manifestacij pomanjkanja dušika je bledo zelena barva listov, ki je posledica oslabitve sinteze klorofila. Dolgotrajno dušikovo stradanje vodi v hidrolizo beljakovin in uničenje klorofila predvsem v spodnjih, starejših listih ter odtok topnih dušikovih spojin v mlajše liste in rastne točke. Zaradi uničenja klorofila barva spodnjih listov, odvisno od vrste rastline, pridobi rumene, oranžne ali rdeče tone, ob izrazitem pomanjkanju dušika pa lahko pride do nekroze, izsušitve in odmiranja tkiv. Pomanjkanje dušika vodi do krajše vegetativne rasti in zgodnejšega zorenja semena.

3.5 Pomanjkanje fosforja

Zunanji simptom fosforjeve lakote je modrikasto-zelena barva listov, pogosto z vijoličnim ali bronastim odtenkom (dokaz zamude pri sintezi beljakovin in kopičenju sladkorjev). Listi postanejo manjši in ožji. Rast rastlin je zaustavljena, zorenje pridelka se upočasni.

Ob pomanjkanju fosforja se zmanjša hitrost absorpcije kisika, spremeni se aktivnost encimov, ki sodelujejo pri presnovi dihal, in nekateri nemitohondrijski oksidacijski sistemi (oksidaza glikolne kisline, askorbat oksidaza) začnejo delovati bolj aktivno. V pogojih fosforjevega stradanja se aktivirajo procesi razgradnje organofosforjevih spojin in polisaharidov, zavira se sinteza beljakovin in prostih nukleotidov.

Rastline so najbolj občutljive na pomanjkanje fosforja v zgodnjih fazah rasti in razvoja. Normalna prehrana s fosforjem v poznejšem obdobju pospešuje razvoj rastlin (v nasprotju z dušikom), kar v južnih regijah omogoča zmanjšanje verjetnosti njihovega padca pod sušo, v severnih regijah pa pod zmrzaljo.

3.6 Pomanjkanje žvepla

Nezadostna oskrba rastlin z žveplom zavira sintezo aminokislin in beljakovin, ki vsebujejo žveplo, zmanjšuje fotosintezo in hitrost rasti rastlin, zlasti nadzemnega dela. V akutnih primerih je tvorba kloroplastov motena in možen je njihov razpad. Simptomi pomanjkanja žvepla – bledenje in porumenelost listov – so podobni pomanjkanju dušika, vendar se najprej pojavijo pri najmlajših listih. To kaže, da odtok žvepla iz starejših listov ne more nadomestiti nezadostne oskrbe rastlin z žveplom skozi korenine.

3.7 Pomanjkanje kalija

Ob pomanjkanju kalija listi začnejo rumeneti od spodaj navzgor - od starih do mladih. Listi na robovih porumenijo. Kasneje njihovi robovi in ​​vrhovi pridobijo rjavo barvo, včasih z rdečimi "rjavimi" lisami; pride do smrti in uničenja teh območij. Listi so videti kot zažgani. Oskrba s kalijem je še posebej pomembna za mlade, aktivno rastoče organe in tkiva. Zato se s kalijevim stradanjem zmanjša delovanje kambija, moten je razvoj žilnih tkiv, zmanjša se debelina celične stene povrhnjice in kožice, zavirajo se procesi delitve in raztezanja celic. Zaradi skrajšanja internodij lahko nastanejo rozetne oblike rastlin. Pomanjkanje kalija vodi do zmanjšanja prevladujočega učinka apikalnih ledvic. Apikalni in apikalno-lateralni brsti se prenehajo razvijati in odmrejo, aktivira se rast stranskih poganjkov in rastlina dobi obliko grma.

Podobni dokumenti

Študija fizikalne in kemične sestave tal sobnih rastlin, vrste mineralnih gnojil. Znaki pomanjkanja mineralov v tleh. Nasveti za gojenje sobnih rastlin v šolskem okolju. Bolezni in škodljivci rastlin, sredstva za zaščito.

seminarska naloga, dodana 03.09.2014


Vloga mineralov v življenju celic in tkiv živalskega telesa. Vrednost makrohranil za živalsko telo. Kislinsko-bazično razmerje elementov v krmi. Uporaba elementov v sledovih pri hranjenju, dnevni vnos.

povzetek, dodan 25.10.2009


Razvrstitev mineralnih gnojil (enostavna in mešana). Izčrpavanje kmetijskih tal. Organska in mineralna gnojila. Popoln razvoj rastlin z uporabo kompleksnih gnojil. Vpliv vode na vitalno aktivnost rastlin.

predstavitev dodana 14.5.2014


Opis beljakovin, maščob, ogljikovih hidratov, vitaminov, mineralov in mikroelementov. Vrednotenje hranilne vrednosti krme. Metode za preučevanje metabolizma v telesu živali, ki temeljijo na zakonu ohranjanja energije. Ravnovesje dušika, ogljika in energije v kravi.

povzetek, dodan 15.06.2014


Tla, pogoji tvorbe tal. Značilnosti mineralnih gnojil. Geologija, geomorfologija, podnebje v bližini reke Sož. Značilnosti tal in podnebnih razmer. Vpliv mineralnih gnojil na produktivnost in vrstno sestavo zelišč.

diplomsko delo, dodano 3. 11. 2012


Odvisnost kakovosti kmetijskih pridelkov od vsebnosti esencialnih organskih in mineralnih spojin v njem. Vpliv mineralnih gnojil (dušik, fosfor, pepelika in kompleksna) v različnih kombinacijah na razvoj in produktivnost rastlin.

povzetek, dodan 7.10.2009


Vrednost mineralov in vitaminov v telesu prašičev. Uporaba endogenih stimulansov in biološko aktivnih snovi v sestavi premiksov. Izvedljivost uporabe biostimulantov v prehrani (antibiotiki, encimi, eleuterokok).

vadnica, dodana 5. 10. 2012


Uporaba organskih in mineralnih gnojil v regiji Duvan v Republiki Baškortostan, metode za izračun odmerka mineralnih gnojil, načrtovanje žetve pridelkov. Dolgoročni načrt uporabe gnojil v kolobarjenju ob upoštevanju rodovitnosti tal.

seminarska naloga, dodana 15.07.2009


Fiziološki pomen mineralov v telesu prašičev. Uporaba pikumina pri svinjah v obdobju brejosti. Okoljski dejavniki in njihov vpliv na naravno odpornost in produktivnost prašičev. Indikatorji krvi svinj.

monografija, dodana 05.10.2012


Prehrana psa v urbanem okolju. Prebava hrane in zmogljivost želodca. Potrebe po hranilih in energiji. Vloga maščob pri vitaminski prehrani in presnovi vode. Simptomi pomanjkanja folne kisline. Funkcije v telesu mineralnih snovi.

Vse humusne snovi nastanejo kot posledica post mortem (post mortem) transformacije organskih ostankov. Preoblikovanje organskih ostankov v humusne snovi imenujemo proces humifikacije. Izhaja iz živih organizmov, tako z njihovo udeležbo kot s čisto kemičnimi reakcijami oksidacije, redukcije, hidrolize, kondenzacije itd.

Za razliko od žive celice, v kateri se sinteza biopolimerov izvaja v skladu z genetsko kodo, v procesu humifikacije ni uveljavljenega programa, zato lahko nastanejo kakršne koli spojine, tako enostavnejše kot kompleksnejše od prvotnih biomolekul. Nastali produkti so ponovno podvrženi reakcijam sinteze ali razgradnje in ta proces poteka skoraj neprekinjeno.

Huminske snovi so posebna skupina visokomolekularnih temno obarvanih snovi, ki nastanejo pri razgradnji organskih ostankov v tleh s sintezo iz produktov razpadanja in razpadanja odmrlih rastlinskih in živalskih tkiv. Količina ogljika, vezanega v huminskih kislinah tal, šote in premoga, je skoraj štirikrat večja od količine ogljika, vezanega v organski snovi vseh rastlin in živali na svetu. Toda huminske snovi niso le odpadni produkti življenjskih procesov, so naravni in najpomembnejši produkti skupnega razvoja mineralnih snovi in ​​rastlinskega sveta Zemlje.

Huminske snovi lahko neposredno vplivajo na rastline, saj so vir mineralnih hranil (bazen hranil). Organska snov tal vsebuje veliko količino hranil, ki jih rastlinska skupnost porabi po preoblikovanju talnih mikroorganizmov v mineralno obliko. Prav v mineralni obliki hranila vstopajo v rastlinsko biomaso.

Huminske snovi lahko posredno vplivajo na rastline, torej vplivajo na fizikalno-mehanske, fizikalno-kemijske in biološke lastnosti tal. Zagotavljajo kompleksen učinek na tla, izboljšujejo njene fizikalne, kemične in biološke lastnosti. Poleg tega opravljajo zaščitno funkcijo, vežejo težke kovine, radionuklide in organske strupene snovi, s čimer preprečujejo njihov vstop v rastline. Tako, ki delujejo na tla, posredno vplivajo na rastline in prispevajo k njihovi aktivni rasti in razvoju.

V zadnjem času so se razvile nove smeri vpliva huminskih snovi na rastline, in sicer: Rastline so heterotrofi, ki se hranijo neposredno s huminskimi snovmi; Huminske snovi lahko hormonsko vplivajo na rastlino in s tem spodbujajo njeno rast in razvoj.

1. Biosferne funkcije humusnih snovi, ki vplivajo na razvoj rastlin

V zadnjih letih so znanstveniki identificirali splošne biokemične in ekološke funkcije humusnih snovi ter njihov vpliv na razvoj rastlin. Med najpomembnejšimi so naslednje:

Akumulativno- sposobnost huminskih snovi, da akumulirajo dolgotrajne zaloge vseh hranil, ogljikovih hidratov, aminokislin v različnih okoljih;

Prevoz- tvorba kompleksnih organomineralnih spojin s kovinami in mikroelementi, ki se aktivno selijo v rastline;

Regulativni- humusne snovi tvorijo barvo tal in uravnavajo mineralno prehrano, kationsko izmenjavo, puferske in redoks procese v tleh;

Tekalna plast- humusne snovi s sorpcijo strupenih snovi in ​​radionuklidov preprečujejo njihov vstop v rastline.

Kombinacija vseh teh funkcij zagotavlja povečan pridelek in zahtevano kakovost kmetijskih pridelkov. Posebej pomembno je poudariti pozitiven učinek humusnih snovi v neugodnih okoljskih razmerah: nizkih in visokih temperaturah, pomanjkanju vlage, slanosti, kopičenju pesticidov in prisotnosti radionuklidov.

Vloga huminskih snovi kot fiziološko aktivnih snovi je nesporna. Spremenijo prepustnost celičnih membran, povečajo aktivnost encimov, spodbujajo procese dihanja, sintezo beljakovin in ogljikovih hidratov. Povečajo vsebnost klorofila in produktivnost fotosinteze, kar posledično ustvarja predpogoje za pridobivanje okolju prijaznih izdelkov.

Pri kmetijski rabi zemljišč je potrebno nenehno dopolnjevati humus v tleh, da se ohrani zahtevana koncentracija humusnih snovi.

Doslej se je to obnavljanje izvajalo predvsem z vnosom komposta, gnoja in šote. Ker pa je vsebnost dejanskih huminskih snovi v njih razmeroma majhna, so stopnje njihovega vnosa zelo visoke. To povečuje transportne in druge proizvodne stroške, ki so večkrat višji od stroškov samih gnojil. Poleg tega vsebujejo semena plevela in bakterije, ki povzročajo bolezni.

Za doseganje visokih in trajnostnih pridelkov ni dovolj, da se zanašamo na biološke zmogljivosti kmetijskih pridelkov, ki jih, kot veste, uporablja le 10-20%. Seveda je treba uporabiti visoko donosne sorte, učinkovite kmetijske in fitotehnične metode, gnojila, vendar ni več mogoče brez regulatorjev rasti rastlin, ki do konca dvajsetega stoletja igrajo nič manj pomembno vlogo kot pesticidi. in gnojila.

2. Vpliv stopnje vsebnosti humusa v tleh na pridelek kmetijskih rastlin

Visokohumusna tla odlikuje višja vsebnost fiziološko aktivnih snovi. Humus aktivira biokemične in fiziološke procese, povečuje presnovo in splošno energijsko raven procesov v rastlinskem organizmu, prispeva k povečanemu vnosu hranil vanj, kar spremlja povečanje pridelka in izboljšanje njegove kakovosti.

V literaturi se je nabralo eksperimentalno gradivo, ki kaže tesno odvisnost pridelka od ravni humusa v tleh. Korelacijski koeficient vsebnosti humusa v tleh in pridelka je 0,7 ... 0,8 (podatki iz VNIPTIOU, 1989). Torej, v študijah Beloruskega raziskovalnega inštituta za znanost tal in agrokemijo (BelNIIPA) se je količina humusa v travnato-podzolskih tleh povečala za 1% (v območju njegove spremembe od 1,5 do 2,5 ... 3% ) poveča pridelek ozimne rži in ječmena za 10 ... 15 c / ha. V kolektivnih in državnih kmetijah Vladimirske regije z vsebnostjo humusa v tleh do 1% pridelek žita v obdobju 1976-1980. ni presegla 10 c / ha, pri 1,6 ... 2% je bilo 15 c / ha, 3,5 ... 4% - 35 c / ha. V regiji Kirov se 1-odstotno povečanje humusa izplača s pridobitvijo dodatnih 3 ... 6 centnerjev žita, v regiji Voronež - 2 centnerja, na ozemlju Krasnodar - 3 ... 4 centnerjev / ha.

Še pomembnejša je vloga humusa pri povečanju proizvodnje s spretno uporabo kemičnih gnojil, medtem ko se njegova učinkovitost poveča za 1,5 ... 2-krat. Vendar je treba spomniti, da kemična gnojila, ki se vnesejo v tla, povzročajo povečano razgradnjo humusa, kar vodi do zmanjšanja njegove vsebnosti.

Praksa sodobne kmetijske proizvodnje kaže, da je povečanje vsebnosti humusa v tleh eden glavnih kazalcev njihove pridelave. Z nizko stopnjo zalog humusa vnos nekaterih mineralnih gnojil ne vodi do stabilnega povečanja rodovitnosti tal. Poleg tega uporabo velikih odmerkov mineralnih gnojil na tleh, revnih z organskimi snovmi, pogosto spremlja njihov neugoden učinek na mikro- in makrofloro tal, kopičenje nitratov in drugih škodljivih spojin v rastlinah ter v mnogih primerih zmanjšanje donos kmetijskih pridelkov.

3. Vpliv humusnih snovi na rastline

Huminske kisline so produkt naravne biokemične transformacije organske snovi v biosferi. So glavni del organske snovi tal – humusa, ki igra ključno vlogo v kroženju snovi v naravi in ​​ohranja rodovitnost tal.

Huminske kisline imajo razvejano molekularno strukturo, ki vključuje veliko število funkcionalnih skupin in aktivnih centrov. Nastajanje teh naravnih spojin poteka pod vplivom fizikalno-kemijskih procesov, ki se pojavljajo v tleh, in aktivnosti talnih organizmov. Viri sinteze huminskih kislin so rastlinski in živalski ostanki ter odpadni produkti mikroflore tal.

Tako so huminske kisline akumulatorji organske snovi v tleh - aminokislin, ogljikovih hidratov, pigmentov, biološko aktivnih snovi in ​​lignina. Poleg tega huminske kisline koncentrirajo dragocene anorganske sestavine tal - elemente mineralne prehrane (dušik, fosfor, kalij), pa tudi mikroelemente (železo, cink, baker, mangan, bor, molibden itd.).

Pod vplivom naravnih procesov, ki se pojavljajo v tleh, so vse zgoraj navedene komponente vključene v en sam molekularni kompleks - huminske kisline. Raznolikost začetnih komponent za sintezo tega kompleksa določa kompleksno molekularno strukturo in posledično širok razpon fizikalnih, kemičnih in bioloških učinkov huminskih kislin na tla in rastline.

Huminske kisline kot sestavni del humusa najdemo v skoraj vseh vrstah tal. So del trdnih fosilnih goriv (trdi in mehki rjavi premog), pa tudi šote in sapropela. Vendar pa so te spojine v svojem naravnem stanju neaktivne in so skoraj popolnoma v netopni obliki. Fiziološko aktivne so le soli, ki jih tvorijo huminske kisline z alkalijskimi kovinami - natrijem, kalijem (humati).

3.1 Vpliv humatov na lastnosti tal

Vpliv humatov na fizikalne lastnosti tal

Mehanizem tega učinka je odvisen od vrste tal.

Na težkih glinenih tleh humati prispevajo k medsebojnemu odbijanju delcev gline z odstranjevanjem odvečnih soli in uničenjem kompaktne tridimenzionalne strukture gline. Zaradi tega tla postanejo bolj ohlapna, odvečna vlaga iz nje lažje izhlapi, izboljša se pretok zraka, kar olajša dihanje in premikanje korenin.

Humati ob vnosu v lahka tla ovijejo in zlepijo mineralne delce tal, kar prispeva k ustvarjanju zelo dragocene vodoodporne grudasto-zrnate strukture, ki izboljša prepustnost in sposobnost zadrževanja vode, njeno prepustnost zraka. Te lastnosti so posledica sposobnosti geliranja huminskih kislin.

Zadrževanje vlage. Zadrževanje vode s humati nastane zaradi tvorbe vodikovih vezi med molekulami vode in nabitimi skupinami humatov ter kovinskimi ioni, adsorbiranimi na njih. Posledično se izhlapevanje vode zmanjša v povprečju za 30%, kar vodi do povečanja absorpcije vlage s strani rastlin na sušnih in peščenih tleh.

Oblikovanje temne barve. Humati obarvajo tla temno. To je še posebej pomembno na območjih s hladnim in zmernim podnebjem, saj temna obarvanost izboljša absorpcijo in shranjevanje sončne energije v tleh. Posledično se temperatura tal dvigne.

Vpliv humatov na kemijske lastnosti tal in lastnosti talne vlage.

Huminske kisline so po svoji naravi polielektroliti. V kombinaciji z organskimi in mineralnimi delci tal tvorijo vpojni kompleks tal. Huminske kisline, ki imajo veliko število različnih funkcionalnih skupin, so sposobne adsorbirati in zadržati hranila, makro- in mikroelemente, ki vstopajo v tla. Hranila, ki jih zadržijo huminske kisline, niso vezana na minerale v tleh in jih voda ne izpira, saj so v stanju, ki je dostopno rastlinam.

Povečanje blažilne zmogljivosti tal. Z vnosom humatov se poveča puferska zmogljivost tal, to je sposobnost tal, da ohranjajo naravno raven pH tudi ob prekomernem vnosu kislih ali alkalnih sredstev. Tako lahko humati ob uvajanju odstranijo prekomerno kislost tal, kar sčasoma omogoča setev pridelkov na teh poljih, ki so občutljiva na visoko kislost.

Vpliv humatov na transport hranil in elementov v sledovih v rastline.

Za razliko od prostih huminskih kislin so humati vodotopne mobilne spojine. Z vsrkavanjem hranil in elementov v sledovih olajšajo njihov prenos iz tal v rastline.
Z vnosom humatov je očitna težnja k povečanju vsebnosti mobilnega fosforja (1,5-2-krat), izmenljivega kalija in asimilacijskega dušika (2-2,5-krat) v obdelovalnem sloju tal.

Vsi mikroelementi, ki so prehodne kovine (razen bora in joda), tvorijo mobilne kelate komplekse s humati, ki zlahka prodrejo v rastline, kar zagotavlja njihovo asimilacijo, železo in mangan pa se po mnenju znanstvenikov absorbirata izključno v obliki teh humatov. kovine.

Domnevni mehanizem tega procesa se spušča v dejstvo, da so humati pod določenimi pogoji sposobni absorbirati kovinske ione in jih sprostiti, ko se pogoji spremenijo. Dodatek pozitivno nabitih kovinskih ionov nastane zaradi negativno nabitih funkcionalnih skupin huminskih kislin (karboksil, hidroksil itd.).

V procesu absorpcije vode s koreninami rastlin se topni humati kovin približajo koreninskim celicam na blizu. Negativni naboj koreninskega sistema presega negativni naboj humatov, kar vodi do izločanja kovinskih ionov iz molekul huminskih kislin in do absorpcije ionov s celično membrano.

Številni raziskovalci verjamejo, da lahko majhne molekule huminskih kislin, skupaj s kovinskimi ioni in drugimi hranili, ki so nanje pritrjene, rastlina absorbira in asimilira neposredno.
Zahvaljujoč opisanim mehanizmom se izboljša prehranjevanje tal rastlin, kar prispeva k njihovi učinkovitejši rasti in razvoju.

Vpliv humatov na biološke lastnosti tal.

Huminske kisline so viri razpoložljivih fosfatov in ogljika za mikroorganizme. Molekule huminske kisline so sposobne tvoriti velike agregate, na katerih poteka aktiven razvoj kolonij mikroorganizmov. Tako humati bistveno okrepijo delovanje različnih skupin mikroorganizmov, ki so tesno povezane z mobilizacijo hranil v tleh in pretvorbo potencialne rodovitnosti v učinkovito.
Zaradi povečanja števila silikatnih bakterij se nenehno obnavlja izmenljiv kalij, ki ga absorbirajo rastline.

Humati povečujejo število mikroorganizmov v tleh, ki razgrajujejo slabo topne mineralne in organske fosforjeve spojine.

Humati izboljšujejo razpoložljivost asimilacijskih zalog dušika v tleh: število amonifikacijskih bakterij se poveča tri do petkrat, v nekaterih primerih je bilo zabeleženo desetkratno povečanje amonifikatorjev; število nitrifikacijskih bakterij se poveča za 3-7 krat. Z izboljšanjem življenjskih pogojev prostoživečih bakterij se njihova sposobnost fiksiranja molekularnega dušika iz ozračja poveča skoraj 10-krat.

Zaradi tega so tla obogatena z razpoložljivimi hranili. Ko se organska snov razgradi, nastane velika količina organskih kislin in ogljikovega dioksida. Pod njihovim vplivom se težko dostopne mineralne spojine fosforja, kalcija, kalija, magnezija spremenijo v oblike, dostopne rastlinam.

Zaščitne lastnosti humatov

Kompleksni učinek humatov na tla zagotavlja njihove zaščitne lastnosti.
Nepovratna vezava težkih kovin in radionuklidov. Ta lastnost humatov je še posebej pomembna v pogojih povečane tehnogene obremenitve tal. Spojine svinca, živega srebra, arzena, niklja in kadmija, ki se sproščajo med zgorevanjem premoga, delovanjem metalurških podjetij in elektrarn, vstopajo v tla iz ozračja v obliki prahu in pepela, pa tudi z izpušnimi plini vozil. Hkrati se je v mnogih regijah močno povečala raven sevalne onesnaženosti.
Ko se humati vnesejo v tla, nepovratno vežejo težke kovine in radionuklide. Posledično nastanejo netopni, neaktivni kompleksi, ki se odstranijo iz cikla snovi v tleh. Tako humati preprečujejo prodiranje teh spojin v rastline in posledično v kmetijske proizvode.

Poleg tega aktiviranje humatov mikroflore vodi do dodatne obogatitve tal s huminskimi kislinami. Zaradi zgoraj opisanega mehanizma postanejo tla bolj odporna na tehnogeno onesnaženje.
Pospeševanje razgradnje organskih ekotoksikantov. Humati zaradi aktivacije delovanja mikroorganizmov v tleh prispevajo k pospešenemu razkroju strupenih organskih spojin, ki nastanejo pri zgorevanju goriva, in pesticidov.
Večkomponentna sestava huminskih kislin jim omogoča, da učinkovito adsorbirajo težko dostopne organske spojine, kar zmanjšuje njihovo toksičnost za rastline in ljudi.

3.2 Vpliv humatov na splošni razvoj rastlin, semen in koreninskega sistema

Intenziviranje fizikalno-kemijskih in biokemijskih procesov. Humati povečajo aktivnost vseh rastlinskih celic. Posledično se poveča energija celice, izboljšajo se fizikalno-kemijske lastnosti protoplazme, intenzivirajo se metabolizem, fotosinteza in dihanje rastlin.

Posledično se pospeši delitev celic, kar pomeni, da se izboljša celotna rast rastline. Izboljšanje prehrane rastlin. Zaradi uporabe humatov se aktivno razvija koreninski sistem, izboljša se koreninska prehrana rastlin, pa tudi absorpcija vlage. Kompleksni učinek humatov na tla prispeva k intenziviranju prehrane korenin. Povečanje rastlinske biomase in aktivacija presnove vodi do povečane fotosinteze in kopičenja ogljikovih hidratov v rastlinah.

Povečanje odpornosti rastlin. Humati so nespecifični aktivatorji imunskega sistema. Zaradi zdravljenja s humati se znatno poveča odpornost rastlin na različne bolezni. Namakanje semen v humatnih raztopinah je izjemno učinkovito za preprečevanje okužb semen in zlasti gnilobe korenin. Poleg tega se pri predelavi humatov poveča odpornost rastlin na neugodne okoljske dejavnike - ekstremne temperature, premočenje, močan veter.

Vpliv humatov na semena

Zahvaljujoč obdelavi s pripravki na osnovi huminskih snovi se poveča odpornost semen na bolezni in travmatične poškodbe, pride do sproščanja površinskih okužb.

Pri predelavi semen se poveča kalivost, energija kalitve, spodbuja se rast in razvoj sadik.
Tako obdelava poveča kalivost semena in prepreči razvoj glivičnih bolezni, predvsem okužb korenin.

Vpliv humatov na koreninski sistem

Poveča se prepustnost membrane koreninskih celic. Posledično se izboljša prodiranje hranil in mikroelementov iz talne raztopine v rastlino. Posledično prihajajo hranila predvsem v obliki kompleksov s humati.

Izboljša se razvoj koreninskega sistema, izboljša se fiksacija rastlin v tleh, to pomeni, da rastline postanejo bolj odporne na močne vetrove, izpiranje zaradi obilnih padavin in erozijskih procesov.
Posebej učinkovit je pri posevkih z nerazvitim koreninskim sistemom: jara pšenica, ječmen, oves, riž, ajda.

Razvoj koreninskega sistema intenzivira absorpcijo vlage in kisika s strani rastline ter prehrano tal.
Posledično se v koreninskem sistemu poveča sinteza aminokislin, sladkorjev, vitaminov in organskih kislin. Izboljša se metabolizem med koreninami in zemljo. Organske kisline, ki jih izločajo korenine (ogljične, jabolčne itd.), aktivno vplivajo na tla, povečujejo razpoložljivost hranil in mikroelementov.

4. Zaključek

Huminske snovi nedvomno vplivajo na rast in razvoj rastlin. Organska snov v tleh služi rastlinam kot vir hranil. Mikroorganizmi, ki razgrajujejo humusne snovi, oskrbujejo rastline z mineralnimi hranili.

Huminske snovi pomembno vplivajo na kompleks lastnosti tal in s tem posredno vplivajo na razvoj rastlin.

Huminske snovi, ki izboljšujejo fizikalno-kemijske, kemične in biološke lastnosti tal, spodbujajo intenzivnejšo rast in razvoj rastlin.

Zelo pomembno je tudi, da zaradi intenzivnega intenziviranja antropogenega vpliva na okolje na splošno, predvsem pa na tla, pridobiva zaščitno funkcijo humusnih snovi. Huminske snovi vežejo strupene snovi in ​​radionuklide ter posledično prispevajo k proizvodnji okolju prijaznih izdelkov.

Huminske snovi nedvomno ugodno vplivajo tako na tla kot na rastline.

Seznam uporabljene literature.

1. Aleksandrova L.N. Organska snov v tleh in procesi njenega preoblikovanja. L., Znanost, 1980,
2. Orlov D.S. Huminske kisline tal in splošna teorija humifikacije. M .: Založba Moskovske državne univerze, 1990.
3. Ponomareva V.V., Plotnikova T.A. Humus in tvorba tal. L., Znanost, 1980,
4. Tyurin I.V. Organska snov v tleh in njena vloga pri nastajanju in rodovitnosti tal. Nauk o humusu v tleh. Selkhozgiz, 1967.
5. Tate R., III. Organska snov v tleh. M .: Mir, 1991 ..
6. Hristeva LA .. Spodbujevalni učinek huminske kisline na rast višjih rastlin in naravo tega pojava. 1957.
7. Huminske snovi v biosferi. Ed. D.S. Orlova. Moskva: Nauka, 1993.

lasersko obsevanje semenskega ječmena

Najpomembnejši in najučinkovitejši del zdravljenja je kemična ali semena.

Že pred 4 tisoč leti so v starem Egiptu in Grčiji semena med skladiščenjem namočili v čebulni sok ali prenesli z iglami cipres.

V srednjem veku so z razvojem alkimije in zahvaljujoč njej kemiki začeli namakati semena v kameni in kalijevi soli, bakrovem sulfatu, arzenovih soli. V Nemčiji so bile priljubljene najpreprostejše metode - hranjenje semen v vroči vodi ali v raztopini gnoja.

V začetku 16. stoletja so opazili, da so semena, ki so bila med brodolomom v morski vodi, prinesla pridelke, ki so bili manj prizadeti zaradi trdega smulja. Veliko pozneje, pred 300 leti, je bila učinkovitost predsetvene kemične obdelave semen znanstveno dokazana s poskusi francoskega znanstvenika Thieleja, ki je raziskal vpliv obdelave semena s soljo in apnom na širjenje trdega smulja skozi semena. .

V začetku 19. stoletja je bila prepovedana uporaba zdravil z arzenom kot nevarnimi za življenje ljudi, v začetku 20. stoletja pa so se začele uporabljati snovi, ki vsebujejo živo srebro, ki so bile prepovedane za uporabo šele leta 1982, in samo v zahodni Evropi.

Šele v 60. letih prejšnjega stoletja so se razvili sistemski fungicidi za predobdelavo semen in industrijske države so jih začele aktivno uporabljati. Od 90. let prejšnjega stoletja se uporabljajo kompleksi sodobnih, zelo učinkovitih in relativno varnih insekticidov in fungicidov.

Glede na tehnologijo obdelave semena so tri vrste le-tega: preprosto prevleka, peletiranje in intarzija.

Standardno gnojenje je najpogostejša in tradicionalna metoda obdelave semen. Najpogosteje se uporablja v gospodinjstvih in kmetijah ter v semenski pridelavi. Poveča maso semena za največ 2%. Če sestava, ki tvori film, popolnoma pokrije semena, se lahko njihova teža poveča do 20%.

Intarzija - semena so prevlečena z lepljivimi snovmi, ki pritrjujejo kemikalije na njihovo površino. Tretirana semena lahko postanejo do 5-krat težja, vendar se oblika ne spremeni.

Peletiranje - snovi prekrijejo semena z debelo plastjo, povečajo njihovo težo do 25-krat in spremenijo obliko v sferično ali eliptično. Najbolj »zmogljivo« peletiranje (peletiranje) naredi seme do 100-krat težje.

Za obdelavo semen žit se najbolj aktivno uporabljajo pripravki raxil, premix, vincite, divident, kolfugo super color. To so fungicidi sistemskega delovanja, ki uničujejo spore kamna, prašne in trde slode, ogorčice, ki se učinkovito borijo proti fuzariozam, septoriozam in gnilobe korenin. Proizvajajo se v obliki tekočin, praškov ali koncentriranih suspenzij in se uporabljajo za predelavo semen v posebnih napravah s hitrostjo 0,5-2 kg na 1 tono semen.

Na zasebnih in zasebnih kmetijah uporaba visoko učinkovitih kemikalij ni vedno upravičena. Relativno majhne količine majhnih semen zelenjave ali okrasnih poljščin, kot so ognjič, korenje ali paradižnik, lahko obdelamo z manj strupenimi snovmi. Pomembno je ne le in ne toliko, da sprva uničimo celotno okužbo na semenih, temveč oblikujemo odpornost rastline na bolezni, torej stabilno imunost, tudi v fazi zarodka semena.

Na začetku kalitve je ugoden tudi vpliv stimulansov rasti, ki bodo spodbudili razvoj velikega števila stranskih korenin pri rastlinah, ki bodo ustvarile močan koreninski sistem. Rastni stimulansi, ki vstopijo v zarodek pred kalitvijo, povzročijo aktiven transport hranil v nadzemne dele rastline. Semena, obdelana s takšnimi pripravki, kalijo hitreje, njihova kalitev se poveča. Sadike postanejo bolj odporne ne le na bolezni, ampak tudi na temperaturne ekstreme, pomanjkanje vlage in druge stresne razmere. Za bolj oddaljene posledice pravilne predhodne obdelave s predsetvenimi pripravki štejemo povečanje pridelka in skrajšanje zorenja.

Številni pripravki za predsetveno obdelavo semena so ustvarjeni na humusni osnovi. Predstavljajo koncentrirano (do 75%) vodno raztopino huminskih kislin in humatov, kalija in natrija, nasičeno s kompleksom mineralov, potrebnih za rastlino, ki se lahko uporablja tudi kot gnojilo. Takšni pripravki so narejeni na osnovi šote, ki je njen vodni ekstrakt.

Z.F. Rakhmankulova in sodelavci so proučevali vpliv predsetvene obdelave semena pšenice (Triticum aestivum L.) z 0,05 mm salicilne kisline (SA) na njeno endogeno vsebnost ter razmerje prostih in vezanih oblik v poganjkih in koreninah sadik. V dveh tednih rasti sadik smo opazili postopno zmanjševanje skupne vsebnosti SA v poganjkih; v koreninah ni bilo ugotovljenih sprememb. Hkrati je prišlo do prerazporeditve oblik SA v poganjkih - povečanje ravni konjugirane oblike in zmanjšanje proste oblike. Predsetvena obdelava semen s salicilatom je povzročila zmanjšanje skupne vsebnosti endogene SA tako v poganjkih kot v koreninah sadik. Najbolj intenzivno zmanjšanje vsebnosti proste SA v poganjkih, v koreninah - nekoliko manj. Predlagali so, da je takšno zmanjšanje povzročila motnja v biosintezi SA. To je spremljalo povečanje mase in dolžine poganjkov in predvsem korenin, stimulacija popolnega temnega dihanja in sprememba razmerja dihalnih poti. V koreninah so opazili povečanje deleža dihalne poti citokroma, v poganjkih pa alternativno, odporno na cianid. Prikazane so spremembe v antioksidantnem sistemu rastlin. Stopnja lipidne peroksidacije je bila bolj izrazita pri poganjkih. Pod vplivom predobdelave s SA se je vsebnost MDA v poganjkih povečala za 2,5-krat, v koreninah pa se je zmanjšala za 1,7-krat. Iz predstavljenih podatkov izhaja, da je naravo in intenzivnost učinka eksogene SA na rast, energijsko ravnovesje in antioksidativni status rastlin mogoče povezati s spremembo njegove vsebnosti v celicah in s prerazporeditvijo med prostimi in konjugiranimi oblikami SA. .

E.K. Eskov je v proizvodnih poskusih preučeval učinek predsetvene obdelave semena koruze z nanodelci železa na intenziviranje rasti in razvoja, povečanje pridelka zelene mase in zrnja te kulture. Posledično je prišlo do intenziviranja fotosintetskih procesov. Vsebnost Fe, Cu, Mn, Cd in Pb v ontogeniji koruze je bila v širokih mejah, vendar je adsorpcija nanodelcev Fe v začetnih fazah razvoja rastlin vplivala na zmanjšanje vsebnosti teh kemičnih elementov v zrnju zorenja. , kar je spremljala sprememba njegovih biokemičnih lastnosti.

Tako je predsetvena obdelava semena s kemikalijami povezana z visokimi stroški dela in nizko predelljivostjo. Poleg tega uporaba pesticidov za dezinfekcijo semen povzroča veliko škodo okolju.