Humusinių medžiagų įtaka augalų augimui ir vystymuisi. Cheminių medžiagų įtaka augalų augimui ir vystymuisi Augalų vaidmuo gamtoje ir žmogaus gyvenime

Darbo tekstas skelbiamas be vaizdų ir formulių.
Pilna versija darbą galima rasti skirtuke „Darbo failai“ PDF formatu

Augalų organizmas susideda iš daugybės ląstelių. Ląstelės atstovauja pagrindiniams augalo kūno struktūros biologiniams vienetams. Svarbiausi gyvybės procesai vyksta visose ląstelėse, o svarbiausia – medžiagų apykaitos procesas. Įvairios ląstelės yra pritaikytos įvairių tipų gyvenimo veikla. Tačiau augalas nėra paprastas ląstelių rinkinys. Visos ląstelės, audiniai ir organai yra glaudžiai tarpusavyje susiję ir sudaro vieną visumą. Skirtingos ląstelės yra specializuotos skirtingomis kryptimis, jos negali gyventi be kitų ląstelių. Pavyzdžiui, šaknų ląstelės negalėtų gyventi be žaliųjų lapų minkštimo ląstelių. Mineralinė mityba, kurią teikia augalo šaknis, vaidina svarbų vaidmenį augalų gyvenime. Bet kurio trūkumas ar perteklius cheminis elementas augalų mityba neigiamai veikia jo augimą ir vystymąsi. Tikslas Mano darbas buvo ištirti cheminių medžiagų poveikį augalų augimui.

Norint pasiekti šį tikslą, suformuluoti šie dalykai: užduotys :

studijuoti literatūrą šia tema;

tiriant tam tikrų cheminių medžiagų poveikį augalams (svogūnų pavyzdžiu).

Taigi, objektas tyrimas buvo svogūnų augalas. Šis augalas pasirinktas todėl, kad 5 klasėje, studijuodamas temą „Ląstelių sandara“, išmokau paruošti svogūno lukšto mikropavyzdį. Naudojant mikropreparatus, galima tirti cheminių medžiagų poveikį ne tik augalų augimui, bet ir augalų ląstelių vystymuisi. Tema Tyrime daugiausia dėmesio buvo skiriama cheminių medžiagų poveikiui augalų augimui.

Buvo suformuluotas hipotezė tyrimai – kai kurios cheminės medžiagos gali neigiamai paveikti augalų augimą ir vystymąsi

I skyrius. Literatūros apžvalga

1. Augalų vaidmuo gamtoje ir žmogaus gyvenime

Įsivaizduokime, kad pasaulyje neliko nė vieno augalo. Kas tada bus? Tai, kad jis nėra gražus, nėra taip blogai. Tačiau tai, kad negalime gyventi be augalų, yra tikrai labai blogai. Juk augalai turi vieną labai svarbią paslaptį!

Augalų lapuose vyksta nuostabūs pokyčiai. Vanduo, saulės šviesa Ir anglies dioksidas– ta, kurią iškvepiame, paverčiama deguonimi ir organinėmis medžiagomis. Mums ir visoms gyvoms būtybėms reikia deguonies kvėpavimui, o organinių medžiagų – mitybai. Taigi, galime sakyti, kad augaluose yra tikrojo chemijos laboratorija gyvybiškai svarbių medžiagų gamybai. Be to, augalų išskiriamas deguonis palaiko atmosferos ozono sluoksnį. Jis apsaugo visą gyvybę Žemėje nuo žalingo trumpųjų bangų ultravioletinių spindulių poveikio.

Augalai atlieka svarbų vaidmenį mūsų gyvenime, dalyvauja maisto ekologinėse grandinėse, yra oro deguonies gamintojai, atlieka aplinkos apsaugos funkcijas. Todėl ypač svarbu žinoti, kaip augalai reaguoja į įvairias chemines medžiagas.

1. Įvairių cheminių medžiagų įtaka gyviems organizmams

Cheminės medžiagos yra sudarytos iš elementų. Mineraliniai elementai vaidina svarbų vaidmenį augalų metabolizme, taip pat ląstelės citoplazmos cheminėse savybėse. Normalus vystymasis ir augimas negali egzistuoti be mineralinių elementų. Visos maistinės medžiagos skirstomos į makro ir mikroelementus. Makroelementai yra augaluose dideli kiekiai: anglis, deguonis, vandenilis, azotas,

fosforo, kalio, sieros, magnio ir geležies. Mikroelementams priskiriami tie, kurių augaluose yra labai mažais kiekiais, pavyzdžiui, boras, varis, cinkas, molibdenas, manganas, kobaltas ir kt.

Visi augalai negali normaliai vystytis be šių elementų, nes jie yra svarbiausių fermentų, vitaminų, hormonų ir kitų fiziologiškai aktyvių junginių, vaidinančių svarbų vaidmenį augalų gyvenime, dalis. Makroelementai reguliuoja vegetatyvinės masės augimą ir lemia pasėlio dydį bei kokybę, aktyvina šaknų sistemos augimą, sustiprina cukrų susidarymą ir jų judėjimą augalų audiniuose; mikroelementai dalyvauja baltymų, angliavandenių, riebalų, vitaminų sintezėje. Jų įtakoje didėja chlorofilo kiekis lapuose, pagerėja fotosintezės procesas. Mikroelementai vaidina nepaprastai svarbų vaidmenį tręšimo procesuose. Jie teigiamai veikia sėklų vystymąsi ir jų sėjos savybes. Jų įtakoje augalai tampa atsparesni nepalankioms sąlygoms, sausrai, ligoms, kenkėjams ir kt.

Kai kurių elementų, tokių kaip boras, varis, cinkas, reikia nedideliais kiekiais, didesnėmis koncentracijomis jie yra labai toksiški. Per didelis kiekis dirvožemyje turi toksišką poveikį augalui. mangano . Žalingas šio elemento poveikis sustiprėja rūgščiose (smėlio, priesmėlio, durpės), taip pat suspaustose arba per drėgnose dirvose, kuriose yra mažai judrių fosforo ir kalcio junginių. Šių elementų trūkumas padidina mangano patekimą į augalą ir žalingą jo poveikį audiniams. Ant bulvių tai pasireiškia rudomis dėmėmis ant stiebų ir lapkočių, stiebai ir lapkočiai tampa vandeningi ir trapūs. Viršūnės per anksti išdžiūsta. Kartu su žalingu mangano poveikiu augalui jie gali

atsiranda ir bado požymių dėl molibdeno ir magnio trūkumo, kurių aprūpinimas augalu šiuo atveju smarkiai susilpnėja.

Ilgą laiką nebuvo įmanoma įdiegti vaidmens jodo augalų metabolizme. Yra žinoma, kad daržovės ir grybai jame yra turtingesni nei vaisiai. Be to, antžeminėse augalų dalyse jodo yra daugiau nei šaknyse. Sausumos augaluose jodo yra kelis kartus mažiau nei jūros augaluose, kuriuose jis siekia 8800 mg/kg sausos masės. Palyginimui, pavyzdžiui, kopūstai gali sukaupti jodo nuo 0,07 iki 10 mg 1 kg sausosios medžiagos. Koks yra jodo vaidmuo augalų gyvenime? Paaiškėjo, kad mažomis koncentracijomis jodas skatina augalų augimą ir gerina derliaus kokybę. Taip nutinka dėl to, kad jodas veikia azoto apykaitą, ypač baltyminio ir nebaltyminio azoto santykį bei reguliuoja tam tikrų fermentų veiklą. Naudojant stimuliuojančias savybes, prieš sėją sėklos apdorojamos kalio jodido tirpalu (0,02%). Turinys natrio augalo kūne vidutiniškai 0,02 % (pagal svorį). Natris yra svarbus medžiagoms pernešti per membranas ir yra vadinamojo natrio-kalio siurblio (Na + /K +) dalis. Natris reguliuoja angliavandenių transportavimą augale. Geras natrio tiekimas augalams padidina jų atsparumą žiemai. Dėl jo trūkumo chlorofilo susidarymas sulėtėja. Natris yra valgomosios druskos dalis, kuri neigiamai veikia augalo ląstelės gyvenimą. Ląstelių plazmolizė stebima veikiant natrio chlorido tirpalui (priedas). Plazmolizė – tai parietalinio citoplazmos sluoksnio atskyrimas nuo augalo ląstelės ląstelės membranos. Didelės koncentracijos druskų ar cukrų tirpalai neprasiskverbia į citoplazmą, o traukia iš jos vandenį. Plazmolizė paprastai yra grįžtama. Jei ląstelė iš fiziologinio tirpalo perkeliama į vandenį, ląstelė ją vėl energingai absorbuos ir citoplazma pradės užimti savo pradinę padėtį.

II skyrius. Eksperimentinė procedūra

Tyrimas atliktas 2015 m.. Savo darbui man reikėjo, kad svogūnai sudygtų, o vėliau pamaitintų chemikalais. Cheminių medžiagų poveikiui nustatyti buvo parinktos labiausiai prieinamos medžiagos, kurios randamos namuose: valgomoji druska, kalio permanganatas (kalio permanganatas), jodas.

Cheminių medžiagų poveikiui tirti buvo pagaminti 5 mėginiai, kurie 2 kartus per savaitę buvo šeriami įvairiais chemikalais (1 pav.):

Nr. 1 – kontrolinis mėginys ( vanduo iš čiaupo, be papildomų cheminių medžiagų)

Nr.2 – šventintas vanduo

Nr.3 - kalio permanganato tirpalas

Nr.4 - valgomosios druskos tirpalas

Nr.5 - jodo tirpalas

Pastebėjus šaknų sistemos raidą, buvo paruošti eksperimentiniai mėginiai, gautos pjūviai tiriami skaitmeniniu mikroskopu, darytos nuotraukos.

III skyrius. Mūsų pačių atliktų tyrimų rezultatai ir jų analizė

Tyrimo metu išsiaiškinau, kad mėginiuose, kuriuose buvo pridėta kalio permanganato ir valgomosios druskos, šaknų sistema per tris savaites vystėsi prastai. Galingiausia šaknų sistema buvo kontroliniame mėginyje Nr. 1 be chemikalų pridėjimo (2 pav.). Reikėtų atkreipti dėmesį į mėginio Nr. 5 jodo tirpalą. Svogūnų augalas turi ne tik šaknis, bet ir lapus. Eksperimento metu nuo antros savaitės stebėjau intensyvų lapų vystymąsi.

Tiriant svogūnų ląsteles mikroskopu, gauti šie rezultatai:

Kontroliniame mėginyje Nr. 1 buvo lygios, šviesios spalvos ląstelės be jokių deformacijos požymių (3 pav.)

Mėginys Nr. 2, švęstas vanduo, turėjo lygias ląsteles be jokių deformacijos požymių, tačiau lyginant su kontrolinio mėginio ląstelėmis, ląstelių dydis buvo mažesnis (4 pav.)

Svogūnų ląstelės iš prototipo, pridėjus kalio permanganato Nr.3, įgavo spalvą mėlynos spalvos. Ląstelių struktūra buvo lygi (5 pav.)

4 mėginyje pridedant valgomosios druskos stebima plazmolizė - citoplazmos parietalinis sluoksnis atskiriamas nuo augalo ląstelės ląstelės membranos (6 pav.)

Mėginys Nr. 5 su jodo priedu turėjo lygias, šviesios spalvos ląsteles be deformacijos požymių, panašių į kontrolinio mėginio ląsteles (7 pav.)

Išvada

Atlikus darbą buvo nustatyta, kad kai kurios cheminės medžiagos gali kauptis augalų ląstelėse ir neigiamai paveikti jų augimą bei vystymąsi, todėl hipotezė pasitvirtino. Kalio permanganato perteklius nudažo ląsteles tamsesne spalva ir sulėtina šaknų sistemos augimą. Valgomosios druskos perteklius naikina augalų ląsteles ir stabdo jų augimą.

Remdamasis išnagrinėtais literatūros šaltiniais, eksperimentiškai patvirtinau jodo skatinamąjį poveikį augalų augimui.

Bibliografija

Artamonovas V.I. Pramoginė augalų fiziologija – M.: Agropromizdat, 1991 m.

Dobrolyubsky O.K. Mikroelementai ir gyvybė. - M., 1996 m.

Ilkun G.M. Oro teršalai ir augalai. - Kijevas: Naukova Dumka, 1998 m.

Orlova A.N. Nuo azoto iki derliaus. - M.: Išsilavinimas, 1997 m

Shkolnik M.Ya., Makarova N.A. Mikroelementai žemės ūkyje. - M., 1957 m.

Interneto šaltiniai:

dachnik-odessa.ucoz.ru

biofile.ru

Taikymas

Augalų ląstelių plazmolizė

Visos humusinės medžiagos susidaro pomirtinio (postmortem) organinių likučių transformacijos metu. Organinių likučių pavertimas humusinėmis medžiagomis vadinamas humifikacijos procesu. Tai vyksta už gyvų organizmų ribų, tiek dalyvaujant jiems, tiek per grynai chemines oksidacijos, redukcijos, hidrolizės, kondensacijos ir kt. reakcijas.

Skirtingai nei gyvoje ląstelėje, kurioje biopolimerų sintezė vykdoma pagal genetinį kodą, humifikacijos procese nėra nustatytos programos, todėl gali atsirasti bet kokių junginių, tiek paprastesnių, tiek sudėtingesnių nei pirminės biomolekulės. Gauti produktai vėl veikiami sintezės arba skilimo reakcijos ir panašiai procesas vyksta beveik nuolat.

Huminės medžiagos sudaro konkrečios grupės didelės molekulinės tamsios spalvos medžiagos, susidarančios skaidant organines liekanas dirvožemyje, sintetindamosi iš irimo ir negyvų augalų ir gyvūnų audinių irimo produktų. Dirvožemio, durpių ir anglių humusinėse rūgštyse surištos anglies kiekis yra beveik keturis kartus didesnis nei visų Žemės rutulio augalų ir gyvūnų organinėse medžiagose surištos anglies kiekis. Tačiau humusinės medžiagos nėra tik gyvybės procesų atliekos, jos yra natūralūs ir svarbūs bendros mineralinių medžiagų ir Žemės augalų pasaulio evoliucijos produktai.

Huminės medžiagos gali tiesiogiai paveikti augalus, būdamos mineralinių mitybos elementų (maistinių medžiagų telkinio) šaltiniu. Dirvožemio organinėse medžiagose yra daug maistinių medžiagų, augalų bendrija jas suvartoja po to, kai dirvožemio mikroorganizmai jas paverčia mineraline forma. Mineralinės medžiagos patenka į augalų biomasę.

Huminės medžiagos gali netiesiogiai paveikti augalus, tai yra, daryti įtaką fizinėms-mechaninėms, fizikinėms-cheminėms ir biologinėms dirvožemio savybėms. Kompleksiškai veikdami dirvožemį, jie pagerina jo fizines, chemines ir biologines savybes. Be to, jie atlieka apsauginę funkciją, surišdami sunkiuosius metalus, radionuklidus ir organines toksines medžiagas, taip neleisdamos jiems patekti į augalus. Taigi, darydami įtaką dirvožemiui, jie netiesiogiai veikia augalus, skatina jų aktyvesnį augimą ir vystymąsi.

Pastaruoju metu buvo sukurtos naujos humusinių medžiagų įtakos augalams kryptys, būtent: Augalai yra heterotrofai, kurie minta tiesiogiai humusinėmis medžiagomis; Huminės medžiagos gali turėti hormoninį poveikį augalui, taip skatindamos jo augimą ir vystymąsi.

1. Humusinių medžiagų biosferos funkcijos, turinčios įtakos augalų vystymuisi

IN pastaraisiais metais Mokslininkai nustatė bendras humusinių medžiagų biochemines ir aplinkos funkcijas bei jų įtaką augalų vystymuisi. Tarp svarbiausių yra šie:

Įkraunamas- humusinių medžiagų gebėjimas kaupti ilgalaikes visų maisto medžiagų, angliavandenių, aminorūgščių atsargas įvairiose aplinkose;

Transportas- sudėtingų organinių mineralinių junginių susidarymas su metalais ir mikroelementais, kurie aktyviai migruoja į augalus;

Reguliavimo- humusinės medžiagos formuoja dirvožemio spalvą ir reguliuoja mineralinę mitybą, katijonų mainus, buferinius ir redokso procesus dirvožemyje;

Apsauginis- sorbuojant toksines medžiagas ir radionuklidus, humusinės medžiagos neleidžia jiems patekti į augalus.

Visų šių funkcijų derinys užtikrina didesnį derlių ir reikiamą žemės ūkio produktų kokybę. Ypač svarbu pabrėžti teigiamą humusinių medžiagų poveikį esant nepalankioms aplinkos sąlygoms: mažam ir aukšta temperatūra, drėgmės trūkumas, druskingumas, pesticidų kaupimasis ir radionuklidų buvimas.

Huminių medžiagų, kaip fiziologiškai aktyvių medžiagų, vaidmuo yra neabejotinas. Jie keičia ląstelių membranų pralaidumą, didina fermentų aktyvumą, skatina kvėpavimo procesus, baltymų ir angliavandenių sintezę. Jie padidina chlorofilo kiekį ir fotosintezės produktyvumą, o tai savo ruožtu sukuria prielaidas gauti aplinkai nekenksmingus produktus.

Naudojant žemę žemės ūkyje, norint palaikyti reikiamą humusinių medžiagų koncentraciją, dirvožemyje būtinas nuolatinis humuso papildymas.

Iki šiol šis papildymas daugiausia buvo atliekamas naudojant kompostą, mėšlą ir durpes. Tačiau kadangi tikrosios humusinės medžiagos juose yra palyginti mažos, jų panaudojimo normos yra labai didelės. Taip išauga transporto ir kitos gamybos sąnaudos, kurios daug kartų viršija pačių trąšų savikainą. Be to, juose yra piktžolių sėklų, taip pat patogeninių bakterijų.

Norint gauti didelį ir tvarų derlių, neužtenka pasikliauti biologinėmis žemės ūkio kultūrų galimybėmis, kurios, kaip žinia, išnaudojamos tik 10-20 proc. Žinoma, reikia naudoti derlingas veisles, veiksmingus agro- ir fitotechnikos metodus, trąšas, bet jau nebeapsieinama be augalų augimo reguliatorių, kurie XX amžiaus pabaigoje jau vaidina ne mažiau svarbią reikšmę. svarbesnis nei pesticidai ir trąšos.

2. Dirvožemio humuso įtaka žemės ūkio augalų derliui

Didelio humusingumo dirvožemiuose yra didesnis fiziologiškai aktyvių medžiagų kiekis. Humusas aktyvina biocheminius ir fiziologinius procesus, didina medžiagų apykaitą ir bendrą procesų energetinį lygį augalo organizme, skatina padidėjusį jo aprūpinimą maistinėmis medžiagomis, kartu didėja derlius ir gerėja jo kokybė.

Literatūroje sukaupta eksperimentinė medžiaga, rodanti glaudžią derliaus priklausomybę nuo humuso kiekio dirvose. Koreliacijos koeficientas tarp humuso kiekio dirvožemyje ir derliaus yra 0,7...0,8 (duomenys iš VNIPTIOU, 1989). Taigi, Baltarusijos dirvožemio mokslo ir agrochemijos tyrimų instituto (BelNIIPA) tyrimuose, humuso kiekiui velėniniuose-podzoliniuose dirvožemiuose padidėjus 1% (jo svyravime nuo 1,5 iki 2,5...3%) padidėja grūdų kiekis. žieminių rugių ir miežių derlius 10... 15 c/ha. Vladimiro srities kolūkiuose ir valstybiniuose ūkiuose, kurių humuso kiekis dirvožemyje yra iki 1%, grūdų derlius 1976–1980 m. neviršijo 10 c/ha, ties 1,6...2 % buvo 15 c/ha, 3,5...4 % - 35 c/ha. IN Kirovo sritis humuso padidėjimas 1 % atsiperka papildomai gaunant 3...6 centnerius grūdų, Voronežo srityje - 2 centnerius, Krasnodaro krašte - 3...4 centnerius / ha.

Dar reikšmingesnis yra humuso vaidmuo didinant sumaniai naudojant chemines trąšas derlių, jo efektyvumas padidėja 1,5...2 kartus. Tačiau reikia atsiminti, kad į dirvą įterptos cheminės trąšos padidina humuso skilimą, dėl kurio sumažėja jo kiekis.

Šiuolaikinės žemės ūkio gamybos praktika rodo, kad humuso kiekio dirvose didinimas yra vienas pagrindinių jų auginimo rodiklių. Esant žemam humuso atsargų lygiui, vien mineralinių trąšų įterpimas stabiliai nepadidina dirvožemio derlingumo. Be to, naudojant dideles mineralinių trąšų dozes dirvožemyje, kuriame trūksta organinių medžiagų, dažnai daromas neigiamas poveikis dirvožemio mikro ir makroflorai, augaluose kaupiasi nitratai ir kiti kenksmingi junginiai, o daugeliu atvejų mažėja pasėlių derlius. .

3. Humusinių medžiagų poveikis augalams

Humino rūgštys yra natūralaus biocheminio organinių medžiagų virsmo biosferoje produktas. Jie yra pagrindinė dirvožemio organinės medžiagos dalis – humusas, vaidinantis pagrindinį vaidmenį medžiagų cikle gamtoje ir palaikant dirvožemio derlingumą.

Humino rūgštys turi šakotą molekulinę struktūrą, apimančią daugybę funkcinių grupių ir aktyvių centrų. Šie natūralūs junginiai susidaro veikiant dirvožemyje vykstantiems fizikiniams ir cheminiams procesams bei dirvožemio organizmų veiklai. Humino rūgščių sintezės šaltiniai yra augalų ir gyvūnų liekanos, taip pat dirvožemio mikrofloros atliekos.

Taigi huminės rūgštys yra dirvožemio organinių medžiagų – aminorūgščių, angliavandenių, pigmentų, biologiškai aktyvių medžiagų ir lignino – kaupėjai. Be to, vertingos yra huminės rūgštys neorganiniai komponentai dirvožemis - mineralinės mitybos elementai (azotas, fosforas, kalis), taip pat mikroelementai (geležis, cinkas, varis, manganas, boras, molibdenas ir kt.).

Dėl natūralių procesų, vykstančių dirvožemyje, visi aukščiau išvardyti komponentai yra įtraukti į vieną molekulinį kompleksą - humino rūgštis. Pradinių šio komplekso sintezės komponentų įvairovė lemia sudėtingą molekulinę struktūrą ir dėl to platų huminių rūgščių fizikinį, cheminį ir biologinį poveikį dirvožemiui ir augalams.

Humino rūgštys, kaip humuso sudedamoji dalis, randamos beveik visų tipų dirvožemiuose. Jie yra kietojo iškastinio kuro (kietųjų ir minkštųjų rudųjų anglių), taip pat durpių ir sapropelio dalis. Tačiau natūralioje būsenoje šie junginiai yra neaktyvūs ir beveik visiškai netirpios formos. Fiziologiškai aktyvios yra tik huminių rūgščių susidarančios druskos su šarminiais metalais – natriu, kaliu (humatai).

3.1 Humatų įtaka dirvožemio savybėms

Humatų įtaka fizinėms dirvožemio savybėms

Šio poveikio mechanizmas skiriasi priklausomai nuo dirvožemio tipo.

Sunkiose molingose ​​dirvose humatai skatina abipusį molio dalelių atstūmimą, pašalindami druskų perteklių ir naikindami kompaktišką trimatę molio struktūrą. Dėl to dirvožemis tampa puresnis, drėgmės perteklius lengviau išgaruoja, pagerėja oro srautas, todėl lengviau kvėpuoti ir judėti šaknimis.

Panaudojus lengvose dirvose, humatai apgaubia ir suklijuoja dirvos mineralines daleles, padeda sukurti labai vertingą vandeniui atsparią gumuluotą struktūrą, gerinančią dirvožemio pralaidumą ir vandens sulaikymą bei pralaidumą orui. Šios savybės atsiranda dėl huminių rūgščių gebėjimo želėti.

Drėgmės sulaikymas. Vandens sulaikymas humatuose atsiranda dėl vandenilinių ryšių susidarymo tarp vandens molekulių ir įkrautų humatų grupių, taip pat ant jų adsorbuotų metalų jonų. Dėl to vandens išgaravimas sumažėja vidutiniškai 30%, todėl sausringuose ir smėlinguose dirvožemiuose augalai geriau pasisavina drėgmę.

Tamsios spalvos formavimas. Humatai nuspalvina dirvą tamsiai. Tai ypač svarbu vietovėms, kuriose yra šalto ir vidutinio klimato, nes tamsi spalva pagerina saulės energijos įsisavinimą ir saugojimą dirvožemyje. Dėl to pakyla dirvožemio temperatūra.

Humatų įtaka Cheminės savybės dirvožemiai ir dirvožemio drėgmės savybės.

Pagal savo pobūdį huminės rūgštys yra polielektrolitai. Kartu su organinėmis ir mineralinėmis dirvožemio dalelėmis jie sudaro dirvožemio sugėrimo kompleksą. Turėdamos daugybę skirtingų funkcinių grupių, huminės rūgštys geba adsorbuoti ir išlaikyti į dirvožemį patenkančias maisto medžiagas, makro ir mikroelementus. Humininių rūgščių sulaikomos maistinės medžiagos nėra surištos su dirvožemio mineralais ir neišplaunamos vandens, būdamos augalams prieinamos būklės.

Padidinti dirvožemio buferinę talpą. Humatų pridėjimas padidina dirvožemio buferinį pajėgumą, ty dirvožemio gebėjimą išlaikyti natūralų pH lygį net esant pertekliniam rūgščių ar šarminių medžiagų kiekiui. Taigi, panaudojus humatus, jie sugeba pašalinti perteklinį dirvožemio rūgštingumą, todėl laikui bėgant šiuose laukuose galima sėti javus, jautrius dideliam rūgštingumui.

Humatų įtaka maistinių medžiagų ir mikroelementų transportavimui į augalus.

Skirtingai nuo laisvųjų humino rūgščių, humatai yra vandenyje tirpūs judrūs junginiai. Adsorbuodami maistines medžiagas ir mikroelementus, jie prisideda prie jų judėjimo iš dirvožemio į augalus.
Naudojant humatus, ariamajame dirvos sluoksnyje pastebima aiški tendencija didinti turimo fosforo (1,5-2 kartus), keičiamojo kalio ir asimiliuojamojo azoto (2-2,5 karto) kiekį.

Visi mikroelementai, būdami pereinamaisiais metalais (išskyrus borą ir jodą), sudaro judrius chelatinius kompleksus su humatais, kurie lengvai prasiskverbia į augalus, o tai užtikrina jų pasisavinimą, o geležis ir manganas, anot mokslininkų, yra absorbuojami išskirtinai šių metalų humatų pavidalu. .

Manoma, kad šio proceso mechanizmas yra tas, kad humatai tam tikromis sąlygomis sugeba absorbuoti metalų jonus ir išskirdami juos pasikeitus sąlygoms. Teigiamai įkrautų metalų jonų pridėjimas vyksta dėl neigiamai įkrautų huminių rūgščių funkcinių grupių (karboksilo, hidroksilo ir kt.).

Augalų šaknims sugeriant vandenį, tirpūs metalų humatai artėja prie šaknų ląstelių artimos patalpos. Neigiamas šaknų sistemos krūvis viršija neigiamą humatų krūvį, dėl kurio metalo jonai atsiskiria nuo humuso rūgšties molekulių ir jonus absorbuoja ląstelės membrana.

Daugelis tyrinėtojų mano, kad mažas huminių rūgščių molekules kartu su metalų jonais ir kitomis prie jų prisirišusiomis maistinėmis medžiagomis augalas gali tiesiogiai pasisavinti ir pasisavinti.
Dėl aprašytų mechanizmų pagerėja augalų dirvožemio mityba, o tai prisideda prie efektyvesnio jų augimo ir vystymosi.

Humatų įtaka dirvožemio biologinėms savybėms.

Humino rūgštys yra fosfatų ir anglies šaltinis mikroorganizmams. Humino rūgščių molekulės gali sudaryti didelius agregatus, ant kurių aktyviai vystosi mikroorganizmų kolonijos. Taigi humatai žymiai sustiprina veiklą skirtingos grupės mikroorganizmai, su kuriais glaudžiai susiję dirvožemio maisto medžiagų mobilizavimas ir potencialaus derlingumo pavertimas efektyviu derlingumu.
Daugėjant silikatinių bakterijų, augalų pasisavinamas mainomasis kalis nuolat pasipildo.

Humatai padidina dirvožemyje mikroorganizmų, skaidančių mažai tirpius mineralinius ir organinius fosforo junginius, skaičių.

Humatai pagerina dirvožemio aprūpinimą virškinamo azoto atsargomis: amonifikuojančių bakterijų padaugėja 3–5 kartus, kai kuriais atvejais – dešimteriopai; nitrifikuojančių bakterijų skaičius išauga 3-7 kartus. Pagerinus laisvai gyvenančių bakterijų gyvenimo sąlygas, jų gebėjimas fiksuoti molekulinį azotą iš atmosferos padidėja beveik 10 kartų.

Dėl to dirvožemis yra praturtintas turimomis maistinėmis medžiagomis. Skystant organinėms medžiagoms, susidaro didelis kiekis organinių rūgščių ir anglies dioksido. Jų įtakoje sunkiai pasiekiami mineraliniai fosforo, kalcio, kalio ir magnio junginiai virsta augalui prieinamomis formomis.

Apsauginės humatų savybės

Sudėtingas humatų poveikis dirvožemiui suteikia jų apsaugines savybes.
Negrįžtamas sunkiųjų metalų ir radionuklidų surišimas. Ši humatų savybė ypač svarbi padidėjusios antropogeninės apkrovos dirvožemiams sąlygomis. Švino, gyvsidabrio, arseno, nikelio ir kadmio junginiai, išsiskiriantys deginant anglį, dirbant metalurgijos įmonėms ir elektrinėms, į dirvožemį patenka iš atmosferos dulkių ir pelenų pavidalu, taip pat su transporto priemonių išmetamosiomis dujomis. Tuo pat metu daugelyje regionų smarkiai išaugo radiacinės taršos lygis.
Humatai, patekę į dirvą, negrįžtamai suriša sunkiuosius metalus ir radionuklidus. Dėl to susidaro netirpūs, sėslūs kompleksai, kurie pašalinami iš medžiagų ciklo dirvožemyje. Taigi humatai neleidžia šiems junginiams patekti į augalus, taigi ir į žemės ūkio produktus.

Be to, humatų suaktyvinta mikroflora papildomai praturtina dirvą humino rūgštimis. Dėl to dėl aukščiau aprašyto mechanizmo dirvožemis tampa atsparesnis technogeninei taršai.
Organinių ekotoksinių medžiagų skilimo pagreitis. Suaktyvindami dirvožemio mikroorganizmų veiklą, humatai prisideda prie greitesnio kuro degimo metu susidarančių toksiškų organinių junginių, taip pat nuodingų cheminių medžiagų irimo.
Daugiakomponentė huminių rūgščių sudėtis leidžia joms efektyviai absorbuoti sunkiai pasiekiamus organinius junginius, sumažinant jų toksiškumą augalams ir žmonėms.

3.2 Humatų poveikis bendram augalų, sėklų ir šaknų sistemos vystymuisi

Fizikinių, cheminių ir biocheminių procesų intensyvinimas. Humatai padidina visų augalų ląstelių aktyvumą. Dėl to didėja ląstelės energija, gerėja protoplazmos fizikinės ir cheminės savybės, suintensyvėja augalų medžiagų apykaita, fotosintezė ir kvėpavimas.

Dėl to pagreitėja ląstelių dalijimasis, o tai reiškia, kad pagerėja bendras augalo augimas. Augalų mitybos gerinimas. Dėl humatų naudojimo aktyviai vystosi šaknų sistema, pagerėja augalų šaknų mityba, taip pat drėgmės įsisavinimas. Šaknų mitybos intensyvėjimą palengvina sudėtingas humatų poveikis dirvai. Augalų biomasės padidėjimas ir medžiagų apykaitos suaktyvėjimas skatina augalų fotosintezę ir angliavandenių kaupimąsi.

Augalų atsparumo didinimas. Humatai yra nespecifiniai imuninės sistemos aktyvatoriai. Dėl gydymo humatais žymiai padidėja augalų atsparumas įvairioms ligoms. Sėklų mirkymas humato tirpaluose yra ypač efektyvus, siekiant išvengti sėklų infekcijų ir ypač šaknų puvinio. Kartu su tuo, apdorojant humatais, didėja augalų atsparumas nepalankiems aplinkos veiksniams – ekstremalioms temperatūroms, užmirkimui, stipriam vėjui.

Humatų poveikis sėkloms

Apdorojant preparatais, kurių pagrindą sudaro humusinės medžiagos, padidėja sėklų atsparumas ligoms ir trauminiams pažeidimams, palengvėja paviršinės infekcijos.

Apdorotos sėklos padidina daigumą, dygimo energiją, skatina daigų augimą ir vystymąsi.
Taigi gydymas padidina sėklų daigumą ir neleidžia vystytis grybelinėms ligoms, ypač šaknų infekcijoms.

Humatų poveikis šaknų sistemai

Padidėja šaknies ląstelės membranos pralaidumas. Dėl to pagerėja maistinių medžiagų ir mikroelementų prasiskverbimas iš dirvožemio tirpalo į augalą. Dėl to maistinės medžiagos daugiausia tiekiamos kompleksų su humatais pavidalu.

Pagerėja šaknų sistemos vystymasis, didėja augalų įsitvirtinimas dirvoje, tai yra, augalai tampa atsparesni stipriems vėjams, išplovimui dėl gausių kritulių ir erozijos procesų.
Jis ypač veiksmingas pasėliams su neišsivysčiusia šaknų sistema: vasariniams kviečiams, miežiams, avižoms, ryžiams, grikiams.

Vystantis šaknų sistemai, augalas intensyviau pasisavina drėgmę ir deguonį, taip pat suaktyvėja dirvožemio maitinimas.
Dėl to šaknų sistemoje sustiprėja aminorūgščių, cukrų, vitaminų ir organinių rūgščių sintezė. Padidėja medžiagų apykaita tarp šaknų ir dirvožemio. Šaknų išskiriamos organinės rūgštys (anglies, obuolių ir kt.) aktyviai veikia dirvą, didindamos maisto medžiagų ir mikroelementų prieinamumą.

4. Išvada

Huminės medžiagos neabejotinai turi įtakos augalų augimui ir vystymuisi. Dirvožemio organinės medžiagos yra augalų maistinių medžiagų šaltinis. Mikroorganizmai, skaidantys humusines medžiagas, aprūpina augalus maistinėmis medžiagomis mineraline forma.

Huminės medžiagos daro didelę įtaką sudėtingoms dirvožemio savybėms, todėl netiesiogiai veikia augalų vystymąsi.

Huminės medžiagos, gerindamos dirvožemio fizikines-chemines, chemines ir biologines savybes, skatina intensyvesnį augalų augimą ir vystymąsi.

Šiuo metu taip pat labai svarbi apsauginė humusinių medžiagų funkcija, dėl intensyvaus antropogeninio poveikio aplinkai apskritai ir ypač dirvožemiui. Huminės medžiagos suriša toksines medžiagas ir radionuklidus ir dėl to prisideda prie aplinkai nekenksmingų produktų gamybos.

Huminės medžiagos tikrai turi teigiamą poveikį tiek dirvožemiui, tiek augalams.

Naudotos literatūros sąrašas.

1. Aleksandrova L.N. Dirvožemio organinė medžiaga ir jos virsmo procesai. L., Nauka, 1980 m.
2. Orlovas D. S. Dirvožemių huminės rūgštys ir bendroji humifikacijos teorija. M.: Maskvos valstybinio universiteto leidykla, 1990 m.
3. Ponomareva V.V., Plotnikova T.A. Humuso ir dirvožemio formavimas. L., Nauka, 1980 m.
4. Tyurinas I.V. Dirvožemio organinės medžiagos ir jos vaidmuo dirvožemio formavimuisi ir derlingumui. Dirvožemio humuso doktrina. Selchozgizas, 1967 m.
5. Tate'as R., III. Dirvožemio organinės medžiagos. M.: Mir, 1991 m.
6. Khristeva L.A.. Stimuliuojantis humino rūgšties poveikis aukštesniųjų augalų augimui ir šio reiškinio pobūdis. 1957 m.
7. Huminės medžiagos biosferoje. Red. D.S. Orlova. M.: Nauka, 1993 m.

sėklinių miežių švitinimo lazeris

Svarbiausia ir veiksmingiausia apdorojimo dalis yra cheminis, arba sėklų beicavimas.

Net prieš 4 tūkstančius metų Senovės Egiptas ir Graikijoje, sėklos buvo mirkomos svogūnų sultyse arba laikomos su kipariso spygliais.

Viduramžiais, vystantis alchemijai ir jos dėka chemikai pradėjo mirkyti sėklas akmens ir kalio druskoje, vario sulfatas, arseno druskos. Vokietijoje buvo populiarūs paprasčiausi būdai – sėklų laikymas karštame vandenyje arba mėšlo tirpale.

XVI amžiaus pradžioje buvo pastebėta, kad laivo avarijos metu jūros vandenyje buvusios sėklos užaugino derlių, kurie buvo mažiau paveikti dumblų. Daug vėliau, prieš 300 metų, cheminio sėklų apdorojimo prieš sėją efektyvumas buvo moksliškai įrodytas prancūzų mokslininko Thiele, kuris tyrė sėklų apdorojimo druska ir kalkėmis poveikį dėmėms plintant per sėklas, eksperimentais.

pradžioje buvo uždrausta naudoti preparatus su arsenu, kaip pavojingu žmogaus gyvybei, tačiau XX amžiaus pradžioje imta naudoti gyvsidabrio turinčias medžiagas, kurias uždrausta naudoti tik 1982 m., o tik 1982 m. Vakarų Europoje.

Tik praėjusio amžiaus 60-aisiais buvo sukurti sisteminiai fungicidai, skirti pirminiam sėklų apdorojimui, o pramoninės šalys pradėjo juos aktyviai naudoti. Nuo 90-ųjų buvo naudojami modernių, labai efektyvių ir gana saugių insekticidų ir fungicidų kompleksai.

Priklausomai nuo sėklų apdorojimo technologijos, yra trys tipai: paprastas beicavimas, panardinimas ir inkrustavimas.

Standartinis beicavimas yra labiausiai paplitęs ir tradicinis sėklų apdorojimo būdas. Dažniausiai naudojamas sodybose ir ūkiuose, taip pat sėklininkystėje. Padidina sėklų svorį ne daugiau kaip 2%. Jei plėvelę formuojanti kompozicija visiškai padengia sėklas, jų svoris gali padidėti iki 20%

Inkrustavimas – sėklos padengiamos lipniomis medžiagomis, kad chemikalai priliptų prie jų paviršiaus. Apdorotos sėklos gali pasunkėti 5 kartus, tačiau forma nesikeičia.

Granuliavimas - medžiagos padengia sėklas storu sluoksniu, padidindamos jų svorį iki 25 kartų ir pakeisdamos jų formą į sferines arba elipses. „Galingiausias“ panardinimas (granuliavimas) paverčia sėklas iki 100 kartų sunkesnėmis.

Grūdų sėkloms apdoroti plačiausiai naudojami preparatai Raxil, Premix, Vincit, Divident, Colfugo Super Color. Tai sisteminiai fungicidai, naikinantys akmenų sporas, dulkėtus ir kietus dumblius, nematodus, efektyviai kovojantys su fuzarioze, septorioze ir šaknų puviniu. Jie gaminami skysčių, miltelių arba koncentruotų suspensijų pavidalu ir naudojami sėkloms apdoroti specialiuose įrenginiuose, kurių norma yra 0,5–2 kg 1 tonai sėklų.

Privačiuose namų ūkiuose ir ūkiuose stiprių cheminių medžiagų naudojimas ne visada pateisinamas. Palyginti nedideli kiekiai mažos sėklos daržoves ar dekoratyvines kultūras, tokias kaip medetkos, morkos ar pomidorai, galima apdoroti mažiau toksiškomis medžiagomis. Svarbu ne tik ir ne tiek iš pradžių sunaikinti visą infekciją ant sėklų, bet ir suformuoti augale, net ir sėklos embriono stadijoje, atsparumą ligoms, tai yra ilgalaikį imunitetą.

Dygimo pradžioje taip pat naudinga augimo stimuliatorių įtaka, kuri skatins daugybės šoninių šaknų augaluose vystymąsi, sukuriant stiprią šaknų sistemą. Augalų augimo stimuliatoriai, patekę į embrioną prieš prasidedant dygimui, sukelia aktyvų maistinių medžiagų transportavimą į antžemines augalo dalis. Tokiais preparatais apdorotos sėklos greičiau sudygsta, padidėja jų daigumas. Daigai tampa atsparesni ne tik ligoms, bet ir temperatūros pokyčiams, drėgmės trūkumui ir kitoms stresinėms sąlygoms. Ilgesnėmis tinkamo išankstinio apdorojimo priešsėjomis preparatais pasekmėmis laikomas derliaus padidėjimas ir sutrumpėjęs nokimo laikas.

Daugelis preparatų priešsėjiniam sėklų apdorojimui yra sukurti humuso pagrindu. Tai koncentruotas (iki 75%) huminių rūgščių ir humatų, kalio ir natrio vandeninis tirpalas, prisotintas augalui būtinų mineralinių medžiagų kompleksu, kuris gali būti naudojamas ir kaip trąša. Tokie preparatai gaminami durpių, kurios yra vandeninis ekstraktas, pagrindu.

Z.F. Rakhmankulova su bendraautoriais tyrė kviečių (Triticum aestivum L.) sėklų priešsėjinį apdorojimą 0,05 mm salicilo rūgštimi (SA) jos endogeniniam kiekiui bei laisvųjų ir surištų formų santykiui daigų ūgliuose ir šaknyse. Dvi savaites augant daigams, pastebėtas laipsniškas bendro SA kiekio mažėjimas ūgliuose; šaknyse pakitimų neaptikta. Tuo pačiu metu ūgliuose buvo perskirstytos SA formos - padidėjo konjuguoto ir sumažėjo laisva forma. Sėklas prieš sėją apdorojant salicilatu, sumažėjo bendras endogeninės SA kiekis tiek ūgliuose, tiek daigų šaknyse. Laisvojo SA kiekis intensyviausiai mažėjo ūgliuose, šiek tiek mažiau – šaknyse. Daryta prielaida, kad šį sumažėjimą lėmė SA biosintezės pažeidimas. Tai lydėjo ūglių ir ypač šaknų masės ir ilgio padidėjimas, visiško tamsaus kvėpavimo stimuliavimas ir kvėpavimo takų santykio pasikeitimas. Pastebėtas, kad šaknyse padidėjo citochromo kvėpavimo tako dalis, o ūgliuose – alternatyvus cianidui atsparus. Rodomi augalų antioksidacinės sistemos pokyčiai. Lipidų peroksidacijos laipsnis buvo ryškesnis ūgliuose. Pirminio apdorojimo SA įtakoje MDA kiekis ūgliuose padidėjo 2,5 karto, o šaknyse sumažėjo 1,7 karto. Iš pateiktų duomenų darytina išvada, kad egzogeninio SA poveikio augalų augimui, energijos balansui ir antioksidacinei būklei pobūdis ir intensyvumas gali būti susijęs su jo kiekio pokyčiais ląstelėse ir su persiskirstymu tarp laisvų ir konjuguotų SA formų.

E.K. Eskovas gamybiniais eksperimentais tyrė kukurūzų sėklų priešsėlį apdorojimo geležies nanodalelėmis poveikį augimo ir vystymosi intensyvėjimui, didinant šios kultūros žaliosios masės ir grūdų derlių. Dėl to sustiprėjo fotosintezės procesai. Fe, Cu, Mn, Cd ir Pb kiekis kukurūzų ontogenezėje labai skyrėsi, tačiau Fe nanodalelių adsorbcija pradiniai etapai augalų vystymasis įtakojo šių cheminių elementų kiekio sumažėjimą bręstančiame grūde, o tai lydėjo jų biocheminių savybių pasikeitimas.

Taigi sėklų apdorojimas chemikalais prieš sėją yra susijęs su didelėmis darbo sąnaudomis ir mažu technologiniu proceso efektyvumu. Be to, pesticidų naudojimas sėkloms dezinfekuoti daro didelę žalą aplinkai.

Tikslas – ištirti cheminių medžiagų poveikį augalų augimui. Tikslai: esamos literatūros šia tema studijavimas; esamos literatūros šia tema studijavimas; tiriant tam tikrų cheminių medžiagų poveikį augalams (svogūnų pavyzdžiu). tiriant tam tikrų cheminių medžiagų poveikį augalams (svogūnų pavyzdžiu).

Eksperimentinė procedūra

Cheminių medžiagų poveikiui ištirti buvo padaryti 4 mėginiai: 1 – nikelio sulfatas 1 – nikelio sulfatas 2 – geležies sulfatas 2 – geležies sulfatas 3 – kontrolinis mėginys (be chemikalų) 3 – kontrolinis mėginys (be chemikalų) 4 – kalio permanganatas. 4 – kalio permanganatas

Išvados Geležies sulfato perteklius tamsina ląsteles ir lėtina šaknų sistemos augimą. Geležies sulfato perteklius tamsina ląsteles ir sulėtina šaknų sistemos augimą. Kalio permanganatas turi panašų poveikį. Kalio permanganatas turi panašų poveikį. Nikelio sulfato perteklius naikina augalų ląsteles ir stabdo jų augimą. Nikelio sulfato perteklius naikina augalų ląsteles ir stabdo jų augimą.
Literatūra 1. Bezel V.S., Zhuikova T.V. Cheminė aplinkos tarša: cheminių elementų pašalinimas antžemine žolinės augalijos fitomase // Ekologija. – – 4. – S Dobrolyubsky O.K. Mikroelementai ir gyvybė. – M., Ilkun G.M. Oro teršalai ir augalai. – Kijevas: Naukova Dumka, – 248 p. 4. Kulagin Yu.Z. Sumedėję augalai ir pramoninė aplinka. – M.: Nauka, – 126 p. 5. Solyarnikova Z.N. Medžių ir krūmų augalai padangų gamybos sąlygomis // Įvadas ir eksperimentinė augalų ekologija: Sb. straipsniai. – Dnepropetrovskas: mokslas, – S Shkolnik M.Ya., Makarova N.A. Mikroelementai žemės ūkyje. – M., 1957 m.

Studentai, magistrantai, jaunieji mokslininkai, kurie naudojasi žinių baze savo studijose ir darbe, bus jums labai dėkingi.

Paskelbta http://www.allbest.ru/

Paskelbta http://www.allbest.ru/

BALTARUSIJAS RESPUBLIKOS ŠVIETIMO MINISTERIJOS

Švietimo įstaiga

„MOZYRO VALSTYBĖ

pavadintas PEDAGOGINIS UNIVERSITETAS. I.P. SHAMYAKIN“

BIOLOGijos KATEDRA

GAMTOS VYKDYMO IR GAMTOS APSAUGOS KATEDRA

Kursiniai disciplinos darbai

"augalų fiziologija"

Mineralų įtaka augalų augimui ir vystymuisi

Vykdytojas:

Bogdanovičius Vladimiras Grigorjevičius

MOZYR 2011

ĮVADAS

1 SKYRIUS. LITERATŪROS APŽVALGA

1.3 Fosforas

1.6 Kalcis

1,7 magnio

3.4 Azoto trūkumas

3.5 Fosforo trūkumas

3.6 Sieros trūkumas

3.7 Kalio trūkumas

3.8 Kalcio trūkumas

3.9 Magnio trūkumas

IŠVADA

BIBLIOGRAFINIS SĄRAŠAS

ĮVADAS

mineralinių medžiagų augalas

Mineralinė augalų mityba – tai cheminių elementų, gautų iš dirvožemio mineralinių druskų jonų pavidalu, absorbcijos, judėjimo ir įsisavinimo procesų visuma.

Kiekvienas cheminis elementas vaidina ypatingą vaidmenį augalo gyvenime.

Azotas yra aminorūgščių, baltymų sudedamųjų dalių, sudedamoji dalis. Azoto taip pat yra daugelyje kitų junginių: purinuose, alkaloiduose, fermentuose, augimo reguliatoriuose, chlorofile ir ląstelių membranose.

Fosforą augalas pasisavina fosforo rūgšties druskų (fosfatų) pavidalu ir randamas jame laisvoje būsenoje arba kartu su baltymais ir kitomis organinėmis medžiagomis, sudarančiomis plazmą ir branduolį.

Sierą augalas pasisavina sieros rūgšties druskų pavidalu, yra baltymų ir eteriniai aliejai.

Kalis koncentruojasi jaunuose organuose, kuriuose gausu plazmos, taip pat organuose, kuriuose kaupiasi atsarginės medžiagos – sėklos, gumbai, tikriausiai atlieka rūgštinės ląstelių sulčių reakcijos neutralizatoriaus vaidmenį ir dalyvauja turgoroje.

Magnis augale randamas toje pačioje vietoje kaip ir kalis, be to, yra chlorofilo dalis.

Kalcis kaupiasi suaugusiųjų organuose, ypač lapuose, neutralizuoja augalui kenksmingą oksalo rūgštį, saugo jį nuo toksinio įvairių druskų poveikio, dalyvauja formuojant mechanines membranas.

Be nurodytų gyvybiškai svarbių elementų, ypatingą reikšmę turi natrio chloridas, manganas, geležis, fluoras, jodas, bromas, cinkas, kobaltas, skatinantys augalų augimą ir kt.

Tikslas: Ištirti mineralų poveikį augalų augimui ir vystymuisi.

1. Studijų medžiaga apie pagrindines mineralų rūšis ir jų įtaką augalų augimui ir vystymuisi.

2. Susipažinkite su mineralinių medžiagų nustatymo augalų audiniuose metodais.

3. Nustatyti nepakankamo ir per didelio mineralų kiekio augaluose simptomus

1 SKYRIUS. LITERATŪROS APŽVALGA

Augalai didesniais ar mažesniais kiekiais geba pasisavinti beveik visus elementus iš aplinkos. Periodinė elementų lentelė. Tuo tarpu normaliam augalo organizmo gyvavimo ciklui reikalinga tik tam tikra pagrindinių maisto medžiagų grupė, kurios funkcijos augale negali būti pakeistos kitais cheminiais elementais. Šią grupę sudaro 19 elementų:

Iš šių pagrindinių mitybos elementų tik 16 iš tikrųjų yra mineraliniai, nes C, H ir O į augalus patenka daugiausia CO 2, O 2 ir H 2 O pavidalu. Elementai Na, Si ir Co pateikti skliausteliuose, nes jie yra būtinos visiems aukštesniems augalams dar neįrengtos. Kai kurios šeimos rūšys natrio absorbuoja gana didelius kiekius. Šiuo atveju taip pat būtini Chenopodiaceae (chenopodiaceae), ypač burokėliai, taip pat rūšys, pritaikytos druskingumo sąlygoms. Tas pats pasakytina apie silicį, kurio ypač dideli kiekiai randami javų šiauduose, o ryžiams jis yra būtinas elementas.

Pirmieji keturi elementai – C, H, O, N – vadinami organogenais. Anglis vidutiniškai sudaro 45% sausos audinių masės, deguonis - 42, vandenilis - 6,5 ir azotas - 1,5, o visi kartu - 95%. Likę 5% gaunami iš pelenų medžiagų: P, S, K, Ca, Mg, Fe, Al, Si, Na ir kt. Augalų mineralinė sudėtis dažniausiai nustatoma analizuojant pelenus, likusius deginant augalų organines medžiagas. Mineralinių elementų (ar jų oksidų) kiekis augale paprastai išreiškiamas sausosios medžiagos masės procentais arba pelenų masės procentais. Aukščiau išvardytos pelenų medžiagos priskiriamos makroelementams.

Elementai, kurių audiniuose yra 0,001% ar mažesnės koncentracijos sausos audinių masės, vadinami mikroelementais. Kai kurie iš jų vaidina svarbų vaidmenį metabolizme (Mn, Cu, Zn, Co, Mo, B, C1).

Vienų ar kitų elementų kiekis augalo audiniuose nėra pastovus ir gali labai skirtis veikiant aplinkos veiksniams. Pavyzdžiui, Al, Ni, F ir kiti gali kauptis augaluose iki toksiško lygio. Tarp aukštesniųjų augalų yra rūšių, kurios smarkiai skiriasi medžiagų, tokių kaip Na, kaip jau minėta, ir Ca, kiekiu audiniuose, todėl augalų grupės yra natriefilai, kalciofilai (dauguma ankštinių augalų, įskaitant pupeles, ankštinius augalus, dobilus), kalciofobai (lubinai, baltažolė, rūgštynės ir kt.). Šias rūšies ypatybes lemia dirvožemio pobūdis rūšies kilmės ir buveinių vietose, tam tikras genetiškai fiksuotas vaidmuo, kurį šie elementai atlieka augalų metabolizme.

Lapuose gausu mineralinių elementų, kuriuose pelenų gali svyruoti nuo 2 iki 15 % sausosios medžiagos masės. Mažiausias pelenų kiekis (0,4-1%) nustatytas medžių kamienuose.

Azotą 1772 metais atrado škotų chemikas, botanikas ir gydytojas D. Rutherfordas kaip dujas, kurios nepalaiko kvėpavimo ir degimo. Štai kodėl jis buvo vadinamas azotu, o tai reiškia "ne gyvybę". Tačiau azotas yra baltymų, nukleino rūgščių ir daugelio gyvybiškai svarbių organinių medžiagų dalis. Kai kurių esminių azoto turinčių junginių – aminorūgščių, vitaminų ir kt. – trūkumo šalinimas yra opiausia žmonijos maisto programų problema.

Azotas yra vienas iš plačiausiai gamtoje paplitusių elementų. Pagrindinės jo formos Žemėje yra surištas litosferos azotas ir atmosferos dujinis molekulinis azotas (N 2), kuris sudaro 75,6 % oro masės. Remiantis skaičiavimais, N 2 atsargos atmosferoje vertinamos 4 * 10 15 tonų Oro stulpelyje virš 1 m 2 žemės paviršiaus yra 8 tonos azoto. Tačiau molekulinio azoto kaip tokio aukštesni augalai neįsisavina ir gali virsti jiems prieinama forma tik dėl azotą fiksuojančių mikroorganizmų veiklos.

Fiksuoto azoto atsargos litosferoje taip pat yra nemažos ir vertinamos 18 * 10 15 tonų, tačiau tik minimali dalis Žemės litosferoje esančio azoto yra sutelkta dirvožemyje, o tik 0,5 - 2% viso rezervo. dirvožemis yra tiesiogiai prieinamas augalams. Vidutiniškai 1 hektare ariamo chernozemo yra ne daugiau kaip 200 kg augalams prieinamo azoto, o ant podzolių jo yra 3-4 kartus mažiau. Šis azotas daugiausia pateikiamas NH 4 + - ir NO 3 -jonų pavidalu.

Azotą fiksuojantys mikroorganizmai. Biologinę azoto fiksaciją vykdančius mikroorganizmus galima suskirstyti į dvi pagrindines grupes: a) laisvai gyvenančius azoto fiksatorius ir b) mikroorganizmus, gyvenančius simbiozėje su aukštesniaisiais augalais.

Laisvai gyvenantys azoto fiksatoriai yra heterotrofai, jiems reikalingas angliavandenių šaltinis, todėl jie dažnai siejami su mikroorganizmais, galinčiais skaidyti celiuliozę ir kitus polisacharidus. Azotobacter ir Beijerinckia genčių bakterijos, kaip taisyklė, nusėda aukštesniųjų augalų šaknų paviršiuje. Tokios asociacijos paaiškinamos tuo, kad bakterijos kaip anglies šaltinį naudoja šaknų į rizosferą išskiriamus produktus.

Pastaruoju metu daug dėmesio buvo skiriama melsvadėms bakterijoms, ypač Tolypothrix tenius. Jais praturtinant ryžių laukus, ryžių derlius padidėja vidutiniškai 20%. Apskritai laisvai gyvenančių azoto fiksatorių reikšmė žemės ūkiui nėra tokia didelė. Vidutinio klimato sąlygomis jų metinis azoto fiksavimas paprastai yra keli kilogramai azoto 1 ha, bet jei jo yra dirvožemyje. palankiomis sąlygomis(pvz., didelis kiekis organinių liekanų) gali siekti 20 - 40 kg N/ha.

Simbiotinių azoto fiksatorių grupei visų pirma priklauso Rhizobium genties bakterijos, kurios formuoja mazgelius ant ankštinių augalų šaknų, taip pat kai kurie aktinomicetai ir melsvadumbliai. Šiuo metu yra apie 190 skirtingų šeimų augalų rūšių, gebančių simbiotiškai pasisavinti azotą. Tai kai kurie medžiai ir krūmai: alksnis, vaškžolė, oleastras, šaltalankis ir kt. Ant alksnio ir kai kurių kitų neankštinių augalų šaknų augančiuose gumbeliuose gyvena Frankia genties aktinomicetai.

Žemės ūkiui didžiausią susidomėjimą kelia Rhizobium genties gumbinės bakterijos, kurios gyvena simbiozėje su ankštiniais augalais ir per metus vidutiniškai fiksuoja nuo 100 iki 400 kg N/ha. Iš ankštinių augalų per metus liucerna gali sukaupti iki 500 - 600 kg N/ha, dobilai - 250 - 300, lubinai - 150, pupos, žirniai, pupos - 50 - 60 kg N/ha. Dėl pasėlių likučių ir žaliosios trąšos šie augalai gerokai praturtina dirvą azotu.

Azoto atsargas dirvožemyje galima papildyti įvairiais būdais. Auginant žemės ūkio augalus, daug dėmesio skiriama mineralinių trąšų įterpimui. Natūraliomis sąlygomis pagrindinis vaidmuo tenka specializuotoms mikroorganizmų grupėms. Tai azoto fiksatoriai, taip pat dirvožemio bakterijos, galinčios mineralizuotis ir virsti NH 4 + arba NO 3 forma – augalų ir gyvūnų liekanų organiniu azotu ir humuso azotu, kuris sudaro didžiąją dalį dirvoje esančio azoto, kurio nėra. augalams.

Augalams prieinamą azoto kiekį dirvožemyje lemia ne tik organinio azoto mineralizacijos ir azoto fiksacijos mikrobiologiniai procesai, taip pat augalų azoto pasisavinimo ir jo išplovimo iš dirvožemio greitis, bet ir azoto praradimas. azoto denitrifikacijos procese, kurį atlieka anaerobiniai mikroorganizmai, galintys redukuoti NO 3 joną į dujinį N 2. Šis procesas ypač intensyviai vyksta drėgnose, užtvindytose, silpnai aeruotose dirvose, ypač ryžių laukuose.

Taigi azotas yra labai labilus elementas, cirkuliuojantis tarp atmosferos, dirvožemio ir gyvų organizmų.

1.3 Fosforas

Fosforas, kaip ir azotas, yra esminis augalų mitybos elementas. Jį jie absorbuoja aukštesnio oksido PO 4 3- pavidalu ir nesikeičia, įtraukdami į organinius junginius. Augalų audiniuose fosforo koncentracija yra 0,2-1,3% sausos augalo masės.

Augalams prieinamos fosforo junginių formos

Fosforo atsargos ariamajame dirvožemio sluoksnyje yra palyginti nedidelės, apie 2,3 - 4,4 t/ha (pagal P 2 O 5). Iš šio kiekio 2/3 gaunama iš ortofosforo rūgšties mineralinių druskų (H 3 PO 4), o 1/3 – iš organinių junginių, turinčių fosforo (organinių liekanų, humuso, fitato ir kt.). Fitatai sudaro iki pusės dirvožemio organinio fosforo. Dauguma fosforo junginių mažai tirpsta dirvožemio tirpale. Tai, viena vertus, sumažina fosforo praradimą iš dirvožemio dėl išplovimo, bet, kita vertus, apriboja augalų panaudojimo galimybes.

Pagrindinis natūralus fosforo, patenkančio į ariamąjį sluoksnį, šaltinis yra dirvožemį formuojančios uolienos, kurioje jis daugiausia yra apatitų 3Ca 3 (P0 4) 2 * CaF 2 ir kt., pavidalu. Tripakeistos kalcio ir magnio fosforo druskos ir kt. geležies ir aliuminio seskvioksidų druskos (FeP0 4, AIPO 4 rūgščiame dirvožemyje) mažai tirpsta ir augalams nepasiekiamos. Dviejų bazių ir ypač monopakeistų kalcio ir magnio druskos, ypač vienavalenčių katijonų ir laisvosios ortofosforo rūgšties druskos, tirpsta vandenyje ir jas augalai naudoja kaip pagrindinį fosforo šaltinį dirvos tirpale. Augalai taip pat sugeba pasisavinti kai kurias organines fosforo formas (cukraus fosfatus, fitiną). Fosforo koncentracija dirvos tirpale nedidelė (0,1 - 1 mg/l). Fosforą iš organinių liekanų ir humuso mineralizuoja dirvožemio mikroorganizmai ir didžioji jo dalis paverčiama sunkiai tirpiomis druskomis. Augalai iš jų gauna fosforo, todėl jis tampa mobilesnis. Tai pasiekiama dėl to, kad šaknys išskiria organines rūgštis, kurios chelatina dvivalečius katijonus ir parūgština rizosferą, skatindamos perėjimą HPO 4 3-> HPO 4 2-> HP0 4 -. Kai kurios žemės ūkio kultūros gerai pasisavina mažai tirpius fosfatus (lubinai, grikiai, žirniai). Šis augalų gebėjimas didėja su amžiumi.

Fosforo dalyvavimas metabolizme

Augalų audiniuose fosforo yra organinės formos ir ortofosforo rūgšties bei jos druskų pavidalu. Tai yra baltymų (fosfoproteinų), nukleorūgščių, fosfolipidų, cukrų fosforo esterių, energijos apykaitoje dalyvaujančių nukleotidų (ATP, NAD + ir kt.), vitaminų ir daugelio kitų junginių dalis.

Fosforas atlieka ypač svarbų vaidmenį ląstelės energijoje, nes energija yra didelės energijos esterinių fosforo (C--O ~ P) arba pirofosfatų jungčių pavidalu nukleozidų di-, nukleozidų trifosfatuose ir polifosfatuose. saugomi gyvoje ląstelėje. Šios jungtys turi aukštus standartus nemokama energija hidrolizė (pavyzdžiui, 14 kJ/mol gliukozės-6-fosfato ir AMP, 30,5 ADP ir ATP ir 62 kJ/mol fosfoenolpiruvato). Tai toks universalus energijos kaupimo ir panaudojimo būdas, kad beveik visuose metabolizmo keliuose dalyvauja vienokie ar kitokie fosforo esteriai ir (ar) nukleotidai, o adenino nukleotidų sistemos būsena (energijos įkrova) yra svarbus kvėpavimo valdymo mechanizmas.

Stabilaus diesterio pavidalu fosfatas yra neatskiriama nukleorūgščių ir fosfolipidų struktūros dalis. IN nukleino rūgštys fosforas sudaro tiltus tarp nukleozidų, sujungiant juos į milžinišką grandinę. Dėl fosfato fosfolipidas yra hidrofilinis, o likusi molekulės dalis yra lipofilinė. Todėl ties fazių riba membranose fosfolipidų molekulės yra orientuotos poliškai, o jų fosfatiniai galai yra nukreipti į išorę, o lipofilinė molekulės šerdis yra tvirtai laikoma lipidų dvisluoksnyje, stabilizuodama membraną.

Kita unikali fosforo funkcija yra jo dalyvavimas ląstelių baltymų fosforilinimo procese naudojant baltymų kinazes. Šis mechanizmas valdo daugelį medžiagų apykaitos procesų, nes fosfato įtraukimas į baltymo molekulę lemia elektros krūvių persiskirstymą joje ir dėl to keičiasi jo struktūra bei funkcija. Baltymų fosforilinimas reguliuoja tokius procesus kaip RNR ir baltymų sintezė, ląstelių dalijimasis, ląstelių diferenciacija ir daugelis kitų.

Pagrindinė atsargų fosforo forma augaluose yra fitinas - inozitolio fosforo rūgšties kalcio-magnio druska (inozitolio heksafosfatas):

Sėklose susikaupia nemaži fitino (0,5 - 2 % sausos masės) kiekiai, kurie sudaro iki 50 % viso jose esančio fosforo.

Radialinis fosforo judėjimas šaknies absorbcijos zonoje į ksilemą vyksta palei simpplastą, o jo koncentracija šaknų ląstelėse yra nuo dešimties iki šimtų kartų didesnė už fosfato koncentraciją dirvožemio tirpale. Per ksilemą daugiausia arba visiškai pernešamas neorganinis fosfatas; tokia forma pasiekia lapus ir augimo zonas. Fosforas, kaip ir azotas, lengvai persiskirsto tarp organų. Iš lapų ląstelių jis patenka į sieto vamzdelius ir per floemą pernešamas į kitas augalo dalis, ypač į augimo spurgus ir besivystančius vaisius. Panašus fosforo nutekėjimas vyksta iš senstančių lapų.

Siera yra viena iš būtinų maistinių medžiagų, reikalingų augalams. Jis patenka į juos daugiausia sulfato pavidalu. Jo kiekis augalų audiniuose yra palyginti mažas ir sudaro 0,2–1,0% sausos masės. Sieros poreikis yra didelis baltymų turintiems augalams, tokiems kaip ankštiniai augalai (liucerna, dobilai), tačiau jis ypač ryškus kryžmažiedžių šeimos atstovams, kurie dideliais kiekiais sintetina sieros turinčius garstyčių aliejus.

Dirvožemyje siera randama neorganinėmis ir organinėmis formomis. Daugumoje dirvožemių vyrauja organinė siera iš augalų ir gyvūnų liekanų, o durpynuose ji gali sudaryti iki 100 % visos sieros. Pagrindinė neorganinė sieros forma dirvožemyje yra sulfatas, kuris gali būti druskų CaSO 4, MgSO 4, Na 2 SO 4 pavidalu dirvožemio tirpale joninėje formoje arba adsorbuotas ant dirvožemio koloidų. Na 2 SO 4 druskinguose dirvožemiuose sulfatų kiekis gali siekti 60 % dirvožemio masės. Užtvindytuose dirvožemiuose siera yra redukuotos formos FeS, FeS 2 arba H 2 S pavidalu. Bendras sieros kiekis vidutinio klimato dirvožemiuose klimato zonos vidurkiai 0,005 - 0,040%.

Augalai sierą pasisavina daugiausia sulfato pavidalu. Transmembraninis sulfato pernešimas vyksta kartu su H + arba mainais į HCO 3 - jonus. Mažiau oksiduoti (SO 2) arba labiau redukuoti (H 3 S) neorganiniai sieros junginiai yra toksiški augalams. Augalai ir organiniai junginiai (aminorūgštys), turintys redukuotos sieros, yra labai prastai pasisavinami.

Siera augaluose randama dviem pagrindinėmis formomis – oksiduota (neorganinio sulfato pavidalu) ir redukuota. Absoliutus oksiduotos ir redukuotos sieros formų kiekis ir santykis augalų organuose priklauso tiek nuo juose vykstančių sulfato redukcijos ir asimiliacijos procesų aktyvumo, tiek nuo SO 4 2- koncentracijos maistinėje terpėje.

Dalis augalo sugertos sieros pasilieka šaknų sulfatų telkinyje, galbūt CaSO 4 arba metabolinio sulfato pavidalu, naujai susidariusio dėl antrinės redukuotos sieros oksidacijos. Didžioji sulfato dalis iš šaknų juda į ksilemo indus ir su transpiracijos srove nunešama į jaunus augančius organus, kur intensyviai dalyvauja medžiagų apykaitoje ir praranda judrumą.

Iš lapų sulfatas ir redukuotos sieros formos (sieros turinčios aminorūgštys, glutationas) gali patekti per floemą tiek akropetiškai, tiek bazipetiškai į augančias augalų dalis ir saugojimo organus. Sėklose siera daugiausia yra organinės formos, o dygstant ji iš dalies virsta oksiduota forma. Sėklos nokinimo metu stebimas sulfato sumažėjimas ir sieros turinčių aminorūgščių bei baltymų sintezė.

Sulfato dalis bendrame sieros balanse audiniuose gali svyruoti nuo 10 iki 50% ar daugiau. Jaunuose lapuose jis yra minimalus ir smarkiai padidėja jiems senstant dėl ​​padidėjusio sieros turinčių baltymų skilimo.

Siera yra dalis svarbiausių aminorūgščių - cisteino ir metionino, kurių galima rasti augaluose tiek laisvos formos, tiek kaip baltymų dalis. Metioninas yra viena iš 10 nepakeičiamų aminorūgščių ir dėl savo sieros bei metilo grupės turi unikalių savybių.

Viena iš pagrindinių baltymuose ir polipeptiduose esančios sieros funkcijų yra SH grupių dalyvavimas formuojant kovalentinius, vandenilinius ir merkaptidinius ryšius, palaikančius trimatę baltymo struktūrą.

Siera taip pat yra svarbiausių biologinių junginių – kofermento A ir vitaminų (lipoinės rūgšties, biotino, tiamino) dalis ir šių junginių pavidalu dalyvauja ląstelės fermentinėse reakcijose.

Kalis yra vienas iš būtiniausių augalų mineralinės mitybos elementų. Jo kiekis audiniuose yra vidutiniškai 0,5–1,2 %, skaičiuojant nuo sausos masės. Ilgą laiką pagrindinis kalio šaltinis buvo pelenai, tai atsispindi elemento pavadinime (kalis kilęs iš žodžio potashes – tiglio pelenai). Kalio kiekis ląstelėje yra 100-1000 kartų didesnis nei jo kiekis išorinėje aplinkoje. Jo audiniuose yra daug daugiau nei kituose katijonuose.

Kalio atsargos dirvožemyje yra 8–40 kartų didesnės nei fosforo, o 5–50 kartų – azoto. Dirvožemyje kalis gali būti šių formų: kaip mineralų kristalinės gardelės dalis, keičiamos ir nekeičiamos būsenos koloidinėse dalelėse, pasėlių liekanose ir mikroorganizmuose, dirvožemio tirpalo mineralinių druskų pavidalu.

Geriausias mitybos šaltinis yra tirpios kalio druskos (0,5 – 2 % visų atsargų dirvožemyje). Kadangi suvartojamos judrios kalio formos, jo atsargas dirvožemyje galima papildyti keičiamųjų formų, o pastarosioms mažėjant – nekeičiamų, pastovių kalio formų sąskaita. Pakaitinis dirvožemio džiovinimas ir drėkinimas, taip pat augalų ir mikroorganizmų šaknų sistemos veikla prisideda prie kalio perėjimo į prieinamas formas.

Augaluose kalis daugiausiai koncentruojasi jaunuose, augančiuose audiniuose, pasižyminčiuose aukštu metabolizmo lygiu: meristemose, kambyje, jaunuose lapuose, ūgliuose, pumpuruose. Ląstelėse kalio yra daugiausia joninėje formoje, jis nėra organinių junginių dalis, turi didelį mobilumą, todėl yra lengvai pakartotinai panaudojamas. Kalio judėjimą iš senų lapų į jaunus palengvina natris, galintis jį pakeisti nustojusių augti augalų audiniuose.

Augalų ląstelėse apie 80% kalio yra vakuolėse. Jis sudaro didžiąją dalį ląstelių sulčių katijonų. Todėl kalį iš augalų gali išplauti lietus, ypač iš senų lapų. Kalio bado metu sutrinka chloroplastų sluoksninė-granuliuota struktūra, dezorganizuojamos mitochondrijų membraninės struktūros. Iki 20% ląstelių kalio yra adsorbuojama ant citoplazminių koloidų. Šviesoje ryšio tarp kalio ir koloidų stiprumas yra didesnis nei tamsoje. Naktį per augalų šaknų sistemą gali net išsiskirti kalis.

Kalis padeda palaikyti citoplazminių koloidų hidratacijos būseną, reguliuoja jų vandens sulaikymo gebą. Baltymų hidratacijos padidėjimas ir citoplazmos vandens sulaikymo gebėjimas padidina augalų atsparumą sausrai ir šalčiui.

Kalis yra būtinas vandens absorbcijai ir transportavimui visame augale. Skaičiavimai rodo, kad "apatinio variklio" veikimas, ty šaknų slėgis, yra 3/4 dėl kalio jonų buvimo suloje. Kalis yra svarbus stomos atidarymo ir uždarymo procese. Šviesoje stomos apsauginių ląstelių vakuolėse kalio jonų koncentracija smarkiai padidėja (4-5 kartus), todėl greitai patenka vanduo, padidėja turgoras ir atsidaro stomato plyšys. Tamsoje kalis pradeda palikti apsaugines ląsteles, jose krenta turgorinis slėgis ir stomatos užsidaro.

Kalis augalų absorbuojamas kaip katijonas ir ląstelėje sudaro tik silpnus ryšius su įvairiais junginiais. Tikriausiai todėl būtent kalis sukuria joninę asimetriją ir skirtumą elektriniai potencialai tarp ląstelės ir aplinkos (membranos potencialas).

Kalis yra vienas iš katijonų – fermentinių sistemų aktyvatorių. Šiuo metu žinoma daugiau nei 60 fermentų, kuriuos aktyvina kalis, kurių specifiškumas yra įvairus. Jis reikalingas fosfato įtraukimui į organinius junginius, fosfatų grupių perdavimo reakcijoms, baltymų ir polisacharidų sintezei, dalyvauja riboflavino, visų flavino dehidrogenazių komponento, sintezėje. Kalio įtakoje didėja krakmolo kaupimasis bulvių gumbuose, sacharozės – cukriniuose runkeliuose, monosacharidų – vaisiuose ir daržovėse, celiuliozės, hemiceliuliozės ir pektino medžiagų kaupimasis augalų ląstelių sienelėje. Dėl to padidėja javų šiaudų atsparumas išgulimui, pagerėja linų ir kanapių pluošto kokybė. Pakankamas kalio tiekimas augalams padidina jų atsparumą grybelinėms ir bakterinėms ligoms.

1.6 Kalcis

Bendras kalcio kiekis įvairiose augalų rūšyse yra 5-30 mg 1 g sausos masės. Augalai kalcio atžvilgiu skirstomi į tris grupes: kalciofilus, kalciofobus ir neutralias rūšis. Daug kalcio yra ankštiniuose augaluose, grikiuose, saulėgrąžose, bulvėse, kopūstuose, kanapėse, daug mažiau – grūduose, linuose, cukriniuose runkeliuose. Dviskilčių augalų audiniuose šio elemento paprastai yra daugiau nei vienaskilčių augalų.

Kalcis kaupiasi senuose organuose ir audiniuose. Taip yra dėl to, kad jis gabenamas išilgai ksilemo, o perdirbimas yra sudėtingas. Kai ląstelės sensta arba mažėja jų fiziologinis aktyvumas, kalcis iš citoplazmos juda į vakuolę ir nusėda netirpių oksalo, citrinos ir kitų rūgščių druskų pavidalu. Dėl susidarančių kristalinių inkliuzų sunku judėti ir pakartotinai naudotišis katijonas.

Daugumoje kultūrinių augalų kalcis kaupiasi vegetatyviniuose organuose. Šaknų sistemoje jo kiekis mažesnis nei antžeminėje dalyje. Sėklose kalcio daugiausia yra inozitolio fosforo rūgšties (fitino) druskos pavidalu.

Kalcis atlieka įvairias funkcijas ląstelių ir viso kūno metabolizme. Jie siejami su jo įtaka membranų struktūrai, jonų srautams per jas ir bioelektriniams reiškiniams, citoskeleto persitvarkymui, ląstelių ir audinių poliarizacijos procesams ir kt.

Kalcis aktyvina daugybę ląstelių fermentų sistemų: dehidrogenazes (glutamato dehidrogenazę, malato dehidrogenazę, gliukozės-6-fosfato dehidrogenazę, nuo NADP priklausomą izocitrato dehidrogenazę), amilazę, adenilato ir arginino kinazes, lipazes, fosfatazes. Šiuo atveju kalcis gali skatinti baltymų subvienetų agregaciją, būti tiltu tarp fermento ir substrato bei paveikti fermento alosterinio centro būseną. Kalcio perteklius joninėje formoje slopina oksidacinį fosforilinimą ir fotofosforilinimą.

Svarbus vaidmuo membranos stabilizavime tenka Ca 2+ jonams. Sąveikaujant su neigiamą krūvį turinčiomis fosfolipidų grupėmis, jis stabilizuoja membraną ir sumažina jos pasyvų pralaidumą. Trūkstant kalcio, padidėja membranų pralaidumas, atsiranda jų plyšimų, skilimo, sutrinka membranų transportavimo procesai.

Svarbu pažymėti, kad beveik visą šaknies paviršiaus katijonų mainų pajėgumą užima kalcis ir iš dalies H +. Tai rodo kalcio dalyvavimą pirminiuose jonų patekimo į šaknų ląsteles mechanizmuose. Apribodamas kitų jonų patekimą į augalus, kalcis padeda pašalinti perteklinės amonio, aliuminio, mangano ir geležies jonų koncentracijos toksiškumą, didina augalų atsparumą druskingumui ir mažina dirvožemio rūgštingumą. Būtent kalcis dažniausiai veikia kaip pusiausvyros jonas kuriant fiziologinę pusiausvyrą joninėje aplinkos sudėtyje, nes jo kiekis dirvožemyje yra gana didelis.

Daugumoje dirvožemio tipų yra daug kalcio, o ryškus kalcio trūkumas yra retas, pavyzdžiui, labai rūgščiose ar į druskingose ​​dirvose, durpynuose, sutrikus šaknų sistemos vystymuisi ar esant nepalankioms oro sąlygoms.

1,7 magnio

Pagal kiekį augaluose magnis yra ketvirtoje vietoje po kalio, azoto ir kalcio. Aukštesniuose augaluose jo vidutinis kiekis sausoje masėje yra 0,02 - 3,1%, dumbliuose 3,0 - 3,5%. Jo ypač gausu trumpadieniuose augaluose – kukurūzuose, sorose, sorgose, kanapėse, taip pat bulvėse, burokėliuose, tabake ir ankštiniuose augaluose. 1 kg šviežių lapų yra 300-800 mg magnio, iš kurio 30-80 mg (t.y. 1/10) yra chlorofilo dalis. Ypač daug magnio yra jaunose ląstelėse ir augančiuose audiniuose, taip pat generatyviniuose organuose ir kaupimosi audiniuose. Grūduose magnis kaupiasi embrione, kur jo kiekis kelis kartus viršija kiekį endosperme ir žievėje (kukurūzams atitinkamai 1,6, 0,04 ir 0,19 % sausos masės).

Magnio kaupimąsi jaunuose audiniuose skatina santykinai didelis jo mobilumas augaluose, o tai lemia antrinį jo panaudojimą (reutilizaciją) nuo senstančių audinių. Tačiau magnio pakartotinio panaudojimo laipsnis yra žymiai mažesnis nei azoto, fosforo ir kalio. Lengvas magnio judrumas paaiškinamas tuo, kad apie 70% šio katijono augale yra susiję su organinių ir neorganinių rūgščių anijonais. Magnis transportuojamas per ksilemą ir floemą. Dalis magnio sudaro netirpius junginius, kurie negali judėti augale (oksalatas, pektatas), kita dalis yra surišta didelės molekulinės masės junginių. Sėklose (embrione, lukšte) didžioji dalis magnio yra fitine.

Ir galiausiai apie 10-12% magnio yra chlorofilo dalis. Ši paskutinė magnio funkcija yra unikali: joks kitas elementas negali jo pakeisti chlorofile. Magnis yra būtinas protoporfirino IX, tiesioginio chlorofilų pirmtako, sintezei.

Šviesoje magnio jonai išsiskiria iš tilakoido ertmės į chloroplasto stromą. Magnio koncentracijos padidėjimas stromoje suaktyvina RDP karboksilazę ir kitus fermentus. Daroma prielaida, kad padidėjus Mg 2 + koncentracijai (iki 5 mmol/l) stromoje, padidėja RDP karboksilazės afinitetas CO 2 ir suaktyvėja CO 2 redukcija. Magnis gali tiesiogiai paveikti fermento konformaciją ir taip pat suteikti optimalias sąlygas kad jis veiktų, paveikdamas citoplazmos pH kaip protonų priešingumą. Kalio jonai gali veikti panašiai. Magnis fotofosforilinimo metu suaktyvina daugybę elektronų perdavimo reakcijų: redukuoja NADP+, Hilio reakcijos greitį, būtinas elektronų perkėlimui iš PS II į PS I.

Magnio poveikis kitoms metabolizmo sritims dažniausiai siejamas su jo gebėjimu reguliuoti fermentų darbą, o jo svarba daugeliui fermentų yra unikali. Tik manganas kai kuriuose procesuose gali pakeisti magnį. Tačiau daugeliu atvejų fermentų aktyvinimas magniu (in optimali koncentracija) didesnis nei mangano.

Magnis yra būtinas daugeliui fermentų glikolizės ir Krebso ciklo metu. Mitochondrijose, esant jos trūkumui, pastebimas jų skaičiaus mažėjimas, formos sutrikimas ir galiausiai cristae išnykimas. Devynioms iš dvylikos glikolitinių reakcijų reikia aktyvuojančių metalų, o šešias iš jų aktyvuoja magnis.

Magnis pagerina eterinių aliejų, kaučiuko, vitaminų A ir C sintezę. Manoma, kad, sudarydamas sudėtingą junginį su askorbo rūgštis, tai sulėtina jo oksidaciją. Mg2+ būtinas ribosomų ir polisomų susidarymui, aminorūgščių aktyvavimui ir baltymų sintezei bei naudojamas visiems procesams, kai koncentracija ne mažesnė kaip 0,5 mmol/l. Jis aktyvina DNR ir RNR polimerazes ir dalyvauja formuojant tam tikrą erdvinę nukleorūgščių struktūrą.

Didėjant magnio kiekiui augaluose, didėja fosforo junginių organinių ir neorganinių formų kiekis. Šis poveikis greičiausiai atsiranda dėl magnio vaidmens aktyvinant fermentus, dalyvaujančius fosforo metabolizme.

Augalams magnio trūksta daugiausia smėlingose ​​dirvose. Podzolinėse dirvose trūksta magnio ir kalcio, o pilkosiose – turtingos; Černozemai užima tarpinę padėtį. Vandenyje tirpaus ir keičiamo magnio dirvožemyje yra 3-10 proc. Daugiausiai kalcio jonų yra dirvožemio sugėrimo komplekse, magnis yra antroje vietoje. Augalai patiria magnio trūkumą, kai jo yra mažiau nei 2 mg 100 g dirvožemio. Sumažėjus dirvožemio tirpalo pH, magnio į augalus patenka mažesni kiekiai.

2 SKYRIUS. MEDŽIAGOS IR TYRIMO METODAI

2.1 Mineralų nustatymo metodai

Bet kurio cheminio elemento kiekio augale nustatymas apima, kaip privaloma tvarka, prieš patį nustatymą, mėginio skilimo (virškinimo) stadiją.

Biocheminės analizės praktikoje daugiausia naudojami du metodai - sausas ir šlapias peleninimas. Abiem atvejais procedūra užtikrina visų elementų mineralizaciją, t.y., paverčiant juos į formą, tirpstančią viename ar kitame neorganiniame tirpiklyje.

Šlapias pelenavimas yra pagrindinis organinių azoto ir fosforo junginių skaidymo būdas, o kai kuriais atvejais jis patikimesnis nustatant daugelį kitų elementų. Nustatant borą galima naudoti tik sausą pelenų masę, nes dauguma boro junginių išgaruoja su vandeniu ir rūgšties garais.

Sausojo pelenų plovimo metodas tinka beveik visų makro- ir mikroelementų kiekiui biologinėje medžiagoje analizuoti. Paprastai sausas augalų mėginių peleninimas atliekamas elektrinėje mufelinėje krosnyje porcelianiniuose, kvarciniuose ar metaliniuose tigliuose (ar puodeliuose) ne aukštesnėje kaip 450-500 ° C temperatūroje. Geriausiai tinka tigliai iš kvarco, bet tigliai iš ugniai atsparaus stiklo. arba dažniausiai naudojamas porcelianas. Kai kuriems specialus tyrimas Gali prireikti platininių tiglių. Žema temperatūra degimo metu ir teisingas tiglio medžiagos parinkimas leidžia išvengti nuostolių dėl garavimo ir nuostolių, atsirandančių dėl nustatomo elemento oksidų, kurie blogai tirpsta druskos rūgštyje, susidarymo. Reaguodami su medžiaga, iš kurios pagaminti tigliai, gali susidaryti oksidai.

2.2 Mikrocheminė pelenų analizė

Medžiagos ir įranga: pelenai, gauti deginant lapus, sėklas, medieną; 10 % HCl ir NH 3 tirpalai, 1 % šių druskų tirpalai lašintuve: Na 2 HCO 3, NaHC 4 H 4 O 6, K 4, (NH 4) 2 MoO 4 1 % HNO 3, 1 % H 2 SO 4 tirpalas; mėgintuvėliai, stikliniai 4-5 cm skersmens piltuvėliai, metalinės mentelės arba akutės, stiklinės stiklinės, stiklinės lazdelės, servetėlės ​​arba filtravimo popieriaus gabalėliai, popieriniai filtrai, poveržlės ar kolbos su distiliuotu vandeniu, puodeliai vandeniui skalauti.

Trumpa informacija:

Deginant audiniams, organiniai elementai (C; H; O; N) išgaruoja dujinių junginių pavidalu ir lieka nedegi dalis – pelenai. Jo kiekis skirtinguose organuose yra skirtingas: lapuose - iki 10-15%, sėklose - apie 3%, medienoje - apie 1%. Daugiausia pelenų randama gyvuose, aktyviai veikiančiuose audiniuose, pavyzdžiui, lapo mezofile. Jo ląstelėse yra chlorofilo ir daugybės fermentų, tarp kurių yra tokių elementų kaip magnis, geležis, varis ir kt. Dėl didelio gyvų audinių metabolinio aktyvumo jose taip pat randamas nemažas kiekis kalio, fosforo ir kitų elementų. Pelenų kiekis priklauso nuo dirvožemio, kuriame auga augalas, sudėties, nuo jo amžiaus ir biologinė prigimtis. Augalų organai skiriasi ne tik kiekiu, bet ir kokybiška kompozicija pelenai.

Mikrocheminis metodas leidžia aptikti daugybę augalų pelenų elementų. Metodas pagrįstas kai kurių reagentų, sąveikaujančių su pelenų elementais, gebėjimu gaminti junginius, kurie skiriasi specifine spalva arba kristalų forma.

Progresas

Dalį išdžiovintos medžiagos (medžio drožlių, lapų ir susmulkintų sėklų) sudėkite į tiglį, įpilkite šiek tiek spirito ir padėkite ant ugnies. Pakartokite procedūrą 2-3 kartus. Tada perkelkite tiglį į elektrinę viryklę ir kaitinkite, kol suanglėjusi medžiaga įgaus peleniškai pilką spalvą. Likusią anglį reikia sudeginti įdedant tiglį į mufelinę krosnį 20 minučių.

Norint aptikti Ca, Mg, P ir Fe, į mėgintuvėlį stikline akies mentele reikia įpilti pelenų porciją, įpilti 4 ml 10% HCl ir kelis kartus pakratyti, kad geriau ištirptų. Norint aptikti kalį, tą patį kiekį pelenų reikia ištirpinti 4 ml distiliuoto vandens ir per nedidelį popierinį filtrą perfiltruoti į švarų mėgintuvėlį. Tada stikline lazdele užlašinkite nedidelį lašą pelenų ekstrakto ant švaraus stiklelio, šalia jo 10 mm atstumu lašelį reagento ir lazdele sujunkite du lašus tilteliu. (Kiekvienas reagentas tepamas atskira pipete.) Tirpalų sąlyčio vietoje įvyks reakcijos produktų kristalizacija (maišyti du lašus nepageidautina, nes dėl greitos kristalizacijos susidaro maži netipiški kristalai, be to, lašui išdžiūvus gali susidaryti pirminių druskų kristalai ).

Po to filtravimo popieriaus gabalėliais pašalinkite likusių tirpalų lašus iš stiklo ir apžiūrėkite kristalus mikroskopu be dengiamojo stiklo. Po kiekvienos reakcijos stiklinę lazdelę reikia nuplauti vandeniu ir sausai nušluostyti filtravimo popieriumi.

Kaliui nustatyti naudojamas 1% natrio tartratas. Dėl reakcijos su pelenų ekstraktu susidaro didelių prizmių pavidalo kalio tartrato KHC 4 H 4 O 6 kristalai. Vandenyje esantis kalio ekstraktas pirmiausia turi būti neutralizuotas, nes reakcijos produktas tirpsta rūgštinėje ir šarminėje terpėje. Reakcija vyksta pagal lygtį:

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

Kalcio aptikimas atliekamas su 1% sieros rūgštimi, reakcija vyksta pagal lygtį:

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

Dėl to gipsas susidaro atskirų arba surenkamų adatos formos kristalų kekėse.

Aptikus magnio, į lašą pelenų ekstrakto pirmiausia įlašinamas lašas 10 % amoniako tirpalo ir sujungiamas tilteliu su lašeliu 1 % natrio fosfato tirpalo. Reakcija vyksta pagal lygtį:

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

Fosforo-amonio magnio druska susidaro plokščių, bespalvių kristalų pavidalu stačiakampių, sparnų ir dangtelių pavidalu.

Fosforo aptikimas atliekamas naudojant 1% amonio molibdatą azoto rūgštyje. Reakcija vyksta pagal lygtį:

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

Fosforo-molibdeno amoniakas susidaro mažų geltonai žalių gabalėlių pavidalu.

Norint aptikti geležį, į du mėgintuvėlius pilamas vienodas skirtingų organų pelenų ekstrakto kiekis (1-2 ml) ir po lygiai įpilama 1 % geltonosios kraujo druskos, kol pasirodys mėlyna spalva. Prūsijos mėlyna susidaro:

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

3 SKYRIUS. TYRIMO REZULTATAI IR JŲ ANALIZĖ

3.1 Mineralų trūkumo simptomai

Mineralų trūkumas sukelia biocheminių ir fiziologinių procesų pokyčius, dėl kurių dažnai pastebimi morfologiniai pokyčiai, arba matomi simptomai.

Kartais dėl trūkumo augimas nuslopinamas prieš atsirandant kitiems simptomams.

Pastebimi trūkumo simptomai. Svarbiausias mineralų trūkumo rezultatas yra augimo sulėtėjimas. Tačiau labiausiai pastebimas poveikis yra lapų pageltimas, kurį sukelia sumažėjusi chlorofilo biosintezė. Atrodo, kad lapai yra ypač jautrūs trūkumui. Trūkstant mineralų, jų dydis mažėja, keičiasi forma ar struktūra, blunka spalva, kartais net susidaro negyvos vietos galiukuose, pakraščiuose ar tarp pagrindinių gyslų. Kai kuriais atvejais lapai susirenka kuokšteliais ar rozetėmis, o pušies spygliai kartais neatsiskiria ir susidaro „susilieję spygliai“. Dažnas tam tikros rūšies mineralų trūkumo žoliniuose augaluose simptomas yra stiebo augimo slopinimas ir sulėtėjęs lapų menčių augimas, dėl kurio susidaro mažų lapų rozetės, dažnai su chlorotinių sričių tinklu. Matomi įvairių elementų trūkumo simptomai yra tokie būdingi, kad patyrę stebėtojai gali nustatyti trūkumą pagal lapų išvaizdą.

Kartais, kai trūksta mineralų, medžiai gamina perteklių gumos. Šis reiškinys vadinamas moze. Dervos išskyrimas aplink pumpurus yra dažnas Australijos pušyse, kuriose trūksta cinko. Guma taip pat randama ant vaismedžių žievės, kenčiančių nuo išdžiūvusių viršūnių, atsiradusių dėl vario trūkumo. Dėl didelio trūkumo dažnai miršta lapai, ūgliai ir kitos dalys, t. y. atsiranda simptomai, apibūdinami kaip sausumas. Daugelyje miško ir vaismedžių pastebėta ūglių mirtis dėl vario trūkumo. Nudžiūvus viršūniniams ūgliams, obelys, kenčiančios nuo vario trūkumo, įgauna krūminę, sustingusią išvaizdą. Boro trūkumas sukelia viršūninių augimo taškų džiūvimą ir galiausiai kambio žūtį citrusiniuose vaisiuose ir pušyse, floemo žūtį ir fiziologinį kitų rūšių vaisių puvimą. Vieno elemento trūkumas kartais prisideda prie kelių skirtingų simptomų atsiradimo, pavyzdžiui, obelų boro trūkumas sukelia lapų deformaciją ir trapumą, floemo nekrozę, žievės ir vaisių pažeidimus.

Chlorozė. Dažniausias simptomas, pastebėtas, kai trūksta įvairių elementų, yra chlorozė, kuri atsiranda dėl sutrikusios chlorofilo biosintezės. Jaunų ir senų lapų chlorozės pobūdis, laipsnis ir sunkumas priklauso nuo augalo rūšies, elemento ir trūkumo laipsnio. Dažniausiai chlorozė siejama su azoto trūkumu, tačiau ją gali sukelti ir geležies, mangano, magnio, kalio ir kitų elementų trūkumas. Be to, chlorozę gali sukelti ne tik mineralų trūkumas, bet ir įvairūs kiti aplinkos veiksniai – per didelis arba per mažas vandens kiekis, nepalanki temperatūra, toksinės medžiagos (pvz., sieros dioksidas) ir mineralų perteklius. Chlorozę gali sukelti ir genetiniai veiksniai, lemiantys skirtingų spalvų augalų atsiradimą: nuo albinosų, visiškai neturinčių chlorofilo, iki žalsvų daigų ar daigų su įvairiomis juostelėmis ir dėmėmis ant lapų.

Remiantis daugybe veiksnių, sukeliančių chlorozę, galime daryti išvadą, kad ji atsiranda tiek dėl bendro medžiagų apykaitos sutrikimo, tiek dėl specifinės atskirų elementų įtakos.

Vienas iš labiausiai paplitusių ir žalingiausių augalų vystymosi tipų yra chlorozė, kuri randama daugelyje vaismedžių, dekoratyvinių ir miško medžių, augančių šarminėse ir kalkingose ​​dirvose. Paprastai tai sukelia geležies trūkumas esant aukštoms pH vertėms, tačiau kartais tai sukelia mangano trūkumas.

Kai gaubtasėkliuose pasireiškia chlorozė, lapų vidurinės briaunelės ir smulkesnės gyslelės išlieka žali, tačiau plotai tarp gyslų tampa šviesiai žalios, geltonos ar net baltos spalvos. Paprastai jauniausi lapai yra labiausiai paveikti chlorozės. Spygliuočių medžių jauni spygliai tampa šviesiai žalios arba geltonos spalvos, o esant dideliam trūkumui, spygliai gali paruduoti ir nukristi.

Geležies trūkumo sukelta chlorozė gali būti iš dalies arba visiškai pašalinta sumažinus dirvožemio pH.

3.2 Fiziologinis mineralų trūkumo poveikis

Matomas morfologinis poveikis arba mineralų trūkumo simptomai yra įvairių vidinių biocheminių ar fiziologinių procesų pokyčių rezultatas. Tačiau dėl sudėtingų santykių tarp jų gali būti sunku nustatyti, kaip vieno elemento trūkumas sukelia pastebėtus padarinius. Pavyzdžiui, azoto trūkumas gali stabdyti augimą dėl blogesnio azoto tiekimo naujos protoplazmos biosintezės procesams. Tačiau kartu mažėja fermentų ir chlorofilo sintezės greitis, mažėja fotosintezės paviršius. Dėl to susilpnėja fotosintezė, sutrinka augimo procesų aprūpinimas angliavandeniais. Dėl to galimas tolesnis azoto ir mineralų įsisavinimo greičio sumažėjimas. Vienas elementas augale dažnai atlieka kelias funkcijas, todėl nėra lengva nustatyti, kuri funkcija ar funkcijų derinys sutrinka ir sukelia matomus simptomus. Pavyzdžiui, manganas, be tam tikrų fermentų sistemų aktyvinimo, būtinas ir sintezei. Chlorofilas. Jo trūkumas sukelia kai kuriuos funkcinius sutrikimus. Dėl azoto trūkumo paprastai pastebimai sumažėja fotosintezė, tačiau kitų elementų trūkumo poveikis nėra toks tikras.

Mineralų trūkumas mažina ir angliavandenių biosintezę, ir jų judėjimą į augančius audinius. Trūkumai dažnai skirtingai veikia fotosintezę ir kvėpavimą. Pavyzdžiui, didelis kalio trūkumas lėtina fotosintezę ir padidina kvėpavimą, todėl sumažėja angliavandenių, kurie gali būti naudojami augimui, kiekis. Kartais slopinamas ir angliavandenių judėjimas. Šis poveikis ryškus medžiams, kuriuose trūksta boro, sergant floemo nekroze. Sumažėjus turimų angliavandenių kiekiui, mažėja audinių augimo tempas vienoje medžio dalyje, tačiau tuo pačiu gali atsirasti angliavandenių kaupimasis kitoje dalyje. Kartais dėl mažo kaupiamųjų angliavandenių kiekio sumažėja sėklų susidarymas. Gausiai tręšiant azotinėmis trąšomis, bukų ir cukrinių klevų sėklų formavimosi procesas labai padidėjo, sveikų sėklų procentas ir klevo sėklų sausoji masė. Jaunoje smilkalinėje pušoje spurgų ir sėklų susidarymas taip pat smarkiai išaugo po trąšų įterpimo. Jei medžiams netrūksta mineralinių medžiagų, įterpus didelį kiekį azoto trąšų, galima sumažinti vaisių ir sėklų susidarymą skatinant vegetatyvinį augimą.

3.3 Mineralų perteklius

Miško dirvožemiuose retai būna mineralinių maistinių medžiagų perteklius, tačiau intensyviai tręšiant sodus ir darželius kartais susidaro pakankamai druskos, kad būtų padaryta žala. Taip pat yra didelių sausumos plotų, kuriuose dauguma augalų rūšių negali egzistuoti dėl didelio druskos kiekio. Žalos padaro ir drėkinimas vandeniu, kuriame yra daug druskų. Taip nutinka dėl osmosinio slėgio padidėjimo, augalams nepalankių pH poslinkių, įvairių jonų disbalanso ar šių veiksnių derinio.

Padidėjęs dirvožemio tirpalo osmosinis slėgis sumažina vandens pasisavinimą, padidina vandens trūkumą lapuose ir sukelia audinių pažeidimus dėl išdžiūvimo tomis dienomis, kai vėjas ir aukšta temperatūra sukelia didelę transpiraciją. Esant ilgesnei ir gilesnei dehidratacijai, stebimas ir stomatų uždarymas, užkertantis kelią fotosintezei. Didelė druskų koncentracija dirvožemyje gali sukelti šaknų pažeidimus per plazmolizę, ypač smėlingose ​​dirvose, o tai trukdo šaknų sintetinei veiklai. Kartais lapai pažeidžiami dėl didelės koncentracijos skystų trąšų.

Trąšų pertekliaus žalingas poveikis priklauso nuo augalų rūšies, naudojamų trąšų rūšies ir tręšimo laiko.

Vaismedžių ir dekoratyvinių medžių pertręšimas kartais taip pailgina vegetacijos laikotarpį, kad medžiai ir krūmai iki šalnų nespėja tapti atsparūs šalčiui. Pernelyg didelis tręšimas kartais skatina senesnių medžių šakų, žiedų ir vaisių augimą. Kiti augalų atsako į pertręšimą tipai yra fascija arba stiebo suplokštėjimas ir vidinė žievės nekrozė. Nepageidaujamas perteklinių trąšų poveikis sodinukams pasireiškia per dideliu viršūniniu augimu, dėl kurio sumažėja požeminių ir antžeminių dalių santykis, todėl augalai po persodinimo dažnai prastai įsišaknija.

Trąšų perteklius yra ekonomiškai nuostolingas. Tai taip pat nepageidautina aplinkai, nes perteklius gali būti išplautas ir patekti į vandens telkinius ar gruntinius vandenis. Ypač didelę reikšmę išplaunamas azoto perteklius, dažniausiai nitratų pavidalu, tačiau aplinkos taršos problema gali iškilti, kai kurio nors elemento įvedamas perteklinis kiekis.

3.4 Azoto trūkumas

Trūkstant azoto buveinėje, stabdomas augalų augimas, susilpnėja šoninių ūglių formavimasis ir javų dygimas, pastebimi smulkūs lapai. Tuo pačiu metu mažėja šaknų išsišakojimas, tačiau gali padidėti šaknų ir oro dalių masės santykis. Viena iš ankstyvųjų azoto trūkumo apraiškų yra blyškiai žalia lapų spalva, kurią sukelia susilpnėjusi chlorofilo sintezė. Dėl ilgalaikio azoto bado vyksta baltymų hidrolizė ir sunaikinamas chlorofilas, visų pirma apatiniuose, senesniuose lapuose, ir tirpių azoto junginių nutekėjimas į jaunesnius lapus ir augimo vietas. Dėl chlorofilo naikinimo spalva apatiniai lapai priklausomai nuo augalo rūšies, įgauna geltonus, oranžinius ar raudonus atspalvius, o esant dideliam azoto trūkumui gali pasireikšti nekrozė, audinių išsausėjimas ir žūtis. Azoto badas lemia trumpesnį vegetatyvinio augimo periodą ir ankstyvesnį sėklų nokinimą.

3.5 Fosforo trūkumas

Išorinis fosforo bado simptomas yra melsvai žalia lapų spalva, dažnai su violetiniu arba bronziniu atspalviu (baltymų sintezės vėlavimo ir cukrų kaupimosi įrodymas). Lapai tampa maži ir siauresni. Augalų augimas sustoja, o derliaus nokinimas vėluoja.

Trūkstant fosforo, mažėja deguonies pasisavinimo greitis, pakinta kvėpavimo takų metabolizme dalyvaujančių fermentų aktyvumas, aktyviau pradeda veikti kai kurios nemitochondrinės oksidacijos sistemos (glikolio rūgšties oksidazė, askorbato oksidazė). Fosforo bado sąlygomis suaktyvėja organinių fosforo junginių ir polisacharidų skilimo procesai, slopinama baltymų ir laisvųjų nukleotidų sintezė.

Fosforo trūkumui augalai jautriausi ankstyvose augimo ir vystymosi stadijose. Įprasta fosforo mityba vėlesniu laikotarpiu pagreitina augalų vystymąsi (priešingai nei azoto mityba), o tai pietiniuose regionuose leidžia sumažinti tikimybę, kad jie pateks į sausrą, o šiauriniuose regionuose - po šalčio.

3.6 Sieros trūkumas

Nepakankamas augalų aprūpinimas siera stabdo sieros turinčių aminorūgščių ir baltymų sintezę, mažina fotosintezę ir augalų, ypač oro dalių, augimo greitį. Ūminiais atvejais sutrinka chloroplastų susidarymas ir galimas jų irimas. Sieros trūkumo simptomai – lapų blanšavimas ir pageltimas – panašūs į azoto trūkumo, bet pirmiausia pasireiškia jauniausiuose lapuose. Tai rodo, kad sieros nutekėjimas iš senesnių lapų negali kompensuoti nepakankamo augalų aprūpinimo siera per šaknis.

3.7 Kalio trūkumas

Trūkstant kalio, lapai pradeda gelsti iš apačios į viršų – nuo ​​senų iki jaunų. Lapai pagelsta kraštuose. Vėliau jų kraštai ir viršūnės įgauna rudą spalvą, kartais su raudonomis „rūdijusiomis“ dėmėmis; miršta ir sunaikinamos šios vietos. Lapai atrodo tarsi apdegę. Kalio aprūpinimas ypač svarbus jauniems, aktyviai augantiems organams ir audiniams. Todėl badaujant kaliui mažėja kambio funkcionavimas, sutrinka kraujagyslių audinių vystymasis, sumažėja epidermio ir odelės ląstelės sienelės storis, slopinami ląstelių dalijimosi ir ilgėjimo procesai. Trumpinant tarpubamblius, gali susidaryti augalų rozetinės formos. Dėl kalio trūkumo sumažėja dominuojantis viršūninių pumpurų poveikis. Viršūniniai ir viršūniniai-šoniniai pumpurai nustoja vystytis ir žūva, suaktyvėja šoninių ūglių augimas ir augalas įgauna krūmo formą.

Panašūs dokumentai

Fizinių ir cheminė sudėtis kambarinių augalų dirvožemiai, mineralinių trąšų rūšys. Mineralų trūkumo dirvožemyje požymiai. Patarimai, kaip auginti kambarinius augalus mokyklos aplinkoje. Augalų ligos ir kenkėjai, apsaugos priemonės.

kursinis darbas, pridėtas 2014-09-03


Mineralų vaidmuo gyvūnų kūno ląstelių ir audinių gyvenime. Makroelementų svarba gyvūno organizmui. Elementų rūgščių ir šarmų santykis pašaruose. Mikroelementų naudojimas šėrime, paros normos.

santrauka, pridėta 2009-10-25


Mineralinių trąšų klasifikacija (paprastos ir mišrios). Žemės ūkio paskirties dirvožemio išeikvojimas. Organinės ir mineralinės trąšos. Visiškas augalų vystymas naudojant kompleksines trąšas. Vandens įtaka augalų gyvenimui.

pristatymas, pridėtas 2014-05-14


Baltymų, riebalų, angliavandenių, vitaminų, mineralų ir mikroelementų aprašymas. Pašarų maistinės vertės įvertinimas. Metodai, skirti medžiagų apykaitai gyvūnų organizme tirti, remiantis energijos tvermės dėsniu. Azoto, anglies ir energijos balansas karvėje.

santrauka, pridėta 2014-06-15


Dirvožemiai, dirvožemio susidarymo sąlygos. Mineralinių trąšų charakteristikos. Sožo upės apylinkių geologija, geomorfologija, klimatas. Dirvožemio charakteristikos ir klimato sąlygos. Mineralinių trąšų įtaka žolyno produktyvumui ir rūšinei sudėčiai.

baigiamasis darbas, pridėtas 2012-11-03


Žemės ūkio produktų kokybės priklausomybė nuo esminių organinių ir mineralinių junginių kiekio juose. Mineralinių trąšų (azoto, fosforo, kalio ir kompleksinių) įtaka įvairūs deriniai apie augalų vystymąsi ir produktyvumą.

santrauka, pridėta 2009-10-07


Mineralų ir vitaminų svarba kiaulių organizmui. Endogeninių stimuliatorių ir biologiškai aktyvių medžiagų naudojimas premiksuose. Patartina dietoje naudoti biostimuliatorius (antibiotikus, fermentus, eleuterokokus).

pamoka, pridėta 2012-10-05


Organinių ir mineralinių trąšų naudojimas Baškirijos Respublikos Duvano regione, mineralinių trąšų dozės apskaičiavimo metodai, pasėlių derliaus planavimas. Trąšų naudojimo sėjomainoje daugiametis planas, atsižvelgiant į dirvožemio derlingumą.

kursinis darbas, pridėtas 2009-07-15


Fiziologinė mineralų reikšmė kiaulių organizme. Picumin vartojimas paršavedėms nėštumo metu. Aplinkos veiksniai ir jų įtaka natūraliam kiaulių atsparumui ir produktyvumui. Paršavedžių kraujo parametrai.

monografija, pridėta 2012-10-05


Šuns mityba miesto sąlygomis. Maisto virškinimas ir skrandžio talpa. Reikia maistinių medžiagų ir energija. Riebalų vaidmuo vitaminų mityboje ir vandens apykaitoje. Trūkumo simptomai folio rūgštis. Mineralų funkcijos organizme.