Dom » Alergija na biljke » Sažetak na temu „Organske supstance biljne ćelije, dokaz njihovog prisustva u biljci. Ishrana bilja, hemijski i biohemijski sastav biljaka - agrohemija

Sažetak na temu „Organske supstance biljne ćelije, dokaz njihovog prisustva u biljci. Ishrana bilja, hemijski i biohemijski sastav biljaka - agrohemija

Biljke grade svoj organizam od određenih hemijski elementi nalazi u okruženju. Biljna tkiva sastoje se od vode i suhe tvari, čiji omjer u različitim biljkama uvelike varira. Većina poljoprivrednih kultura sadrži 85-95% vode i 5-15% suve materije u vegetativnim organima. U zrelim sjemenkama suva tvar već čini 85-88%, voda 12-15%.
Zrno žitarica i mahunarki sadrži 12 - 15% vode, uljarica - 7 - 10, krtole krompira, korenje šećerne repe - 75 - 80, korenje konzumne repe i šargarepe - 85 - 90%, u zelenoj masi žitarica, mahunarke - 75 - 85, u plodovima paradajza i krastavca - 92 - 96%.
U sastavu suve materije biljaka 90-95% čine organska jedinjenja, a 5-10% mineralne soli. Organske materije su u biljkama zastupljene proteinima, mastima, skrobom, šećerima, vlaknima, pektinama i drugim jedinjenjima (tabela 3.1). Kvaliteta biljnih proizvoda određuje se sadržajem organskih i mineralnih jedinjenja.
Vrsta i priroda upotrebe proizvoda određuju vrijednost pojedinih organskih spojeva u njegovom sastavu. U žitaricama glavne tvari koje određuju njihov kvalitet su proteini i škrob. Pšenica ima veći sadržaj proteina u žitaricama, a pivski ječam ima veći sadržaj škroba. Akumulaciju proteina u zrnu ječma koji se koristi za proizvodnju piva treba regulisati (11 - 11,5%), jer njegov visok sadržaj pogoršava kvalitet sirovina. Kvaliteta gomolja krompira se ocenjuje sadržajem skroba, šećerne repe - šećera. Lan se uzgaja za dobijanje vlakana, koje se sastoje od vlakana, uljarica (uljana repica, suncokret, itd.) - ulja. Kvalitet proizvoda zavisi i od sadržaja vitamina, alkaloida, organskih kiselina i pektinskih supstanci, esencijalnog i gorušičinog ulja.
Akumulacija pojedinih grupa organskih jedinjenja može varirati u zavisnosti od uslova uzgoja poljoprivrednih kultura, vrsta i sortnih karakteristika biljaka i upotrebe đubriva. Stvaranjem odgovarajućih uslova ishrane uz pomoć đubriva, moguće je povećati prinose i poboljšati kvalitet najvrednijeg dela useva. Povećanje ishrane dušikom omogućava povećanje sadržaja proteina u biljkama, a povećanje fosforno-kalijumske ishrane osigurava veće nakupljanje ugljikohidrata - škroba u gomoljima krumpira, šećera - u korijenu šećerne repe.
U biljkama je pronađeno više od 70 elemenata. U proseku, suha materija biljaka sadrži 45% ugljenika, 42% kiseonika, 6,5% vodonika, azot i pepeo elementi čine 6,5%.
Sagorevanjem biljnog materijala organogeni elementi isparavaju u obliku gasovitih jedinjenja i vodene pare, a u pepelu ostaju uglavnom brojni elementi pepela, koji u proseku čine oko 5% mase suve materije.
Dušik i elementi pepela kao što su fosfor, kalijum, sumpor, kalcijum, magnezijum, natrijum, hlor i gvožđe nalaze se u biljkama u relativno velikim količinama (od nekoliko procenata do stotih delova procenta suhe materije) i nazivaju se makronutrijentima.
Sadržaj ostalih elemenata neophodnih biljkama - bora, bakra, cinka, mangana, molibdena, vanadijuma i kobalta u biljkama se kreće od hiljaditih do stotinjak procenta, a oni su mikroelementi.
Trenutno je esencijalno 20 elemenata (N, P, K, C, H, Ca, Mg, O, S, Mo, Zn, Cu, B, Mn, Co, Cl, J, Na, V, Fe), jer biljke bez njih se ne može završiti razvojni ciklus. Ne mogu se zamijeniti drugim elementima.
Uslovno je neophodno 12 elemenata (Li, Ag, Sr, Cd, Al, Si, Ti, Pb, Cz, Se, F, Ni). U nizu eksperimenata dobijeni su podaci da ovi elementi pozitivno utiču na rast i razvoj biljaka.
Potrošnja elemenata mineralne ishrane biljaka je složen fiziološki proces koji zavisi od bioloških karakteristika same biljke i uslova okoline. Različiti pravci u sintezi organskih spojeva u određenoj mjeri određuju selektivnu sposobnost biljaka. Sa istog tla, različite kulture troše ne samo nejednake količine hemijskih elemenata, već i u njihovim različitim omjerima među sobom.
Sjeme je bogato dušikom, dok korijenje i gomolji sadrže više kalija. U poređenju sa slamom, zrna žitarica sadrže više fosfora i magnezijuma. Slama takođe akumulira više kalijuma i kalcijuma. Na akumulaciju elemenata mineralne ishrane u biljkama utiče koncentracija hranljivih materija u tlu, njihova pokretljivost usled snabdevanja vlagom, stepen kiselosti, koji određuje kako rastvorljivost pojedinih elemenata tako i proces apsorpcije kationa i aniona od strane biljne ćelije, prisustvo vazduha u tlu.
Uklanjanje hranjivih tvari iz tla povećava se s povećanjem prinosa. Istovremeno, s višim nivoom prinosa, obično se smanjuje cijena nutrijenata po jedinici proizvodnje.
Ukupnu potrebu poljoprivrednih kultura za elementima mineralne ishrane karakteriše veličina biološkog uklanjanja – količina hranljivih materija u celokupnoj nastaloj biomasi biljaka, odnosno u nadzemnim organima i korenu. U praktične svrhe, najčešće potrebu biljaka za hranjivim tvarima karakterizira ekonomično uklanjanje, odnosno količina nutrijenata otuđenih iz tla žetvom. Pri tome se ne uzima u obzir onaj dio nutrijenata koji se vraća u tlo, koji se nalazi u ostacima i korijenju nakon žetve. Ekonomsko uklanjanje je manje od biološkog. U tabeli. 3.3 sumira podatke o ekonomskom uklanjanju nutrijenata od strane glavnih poljoprivrednih kultura na mineralnim tlima, iz kojih se može vidjeti da većina usjeva izvlači više dušika, manje kalija i još manje fosfora. Među žitaricama, jara i ozima pšenica izdvajaju više azota. Heljda, uz visoko uklanjanje dušika, troši znatno više kalija od žitarica. Kalijum, šećerna i stočna repa takođe troše više kalijuma nego azota.
Na tresetnim tlima, uklanjanje nutrijenata po jedinici proizvodnje je veće nego na mineralnim tlima.
Biljke troše hranljive materije u određenim omjerima. Ako uzmemo specifično uklanjanje fosfora kao jedinicu, onda je za žitarice odnos između N:P2O5:K2O:CaO:Mg približno 2,4:1,0:2,0:0,3:0,2.
Relativni sadržaj elemenata mineralne ishrane u glavnim i nusproizvodima različitih poljoprivrednih kultura određen je prvenstveno njihovim vrstama, ali zavisi i od sorte i uslova uzgoja. Sadržaj azota, fosfora je znatno veći u ekonomski vrednom delu useva - zrnu, korenu i krtolu nego u slami i vršcima. Kalijuma ima više u slami i vrhovima nego u tržišnom delu useva.
Krompir, šećerna repa, krmni korjenasti i silažni usjevi zahtijevaju mnogo više hranljivih sastojaka od žitarica za postizanje visokog prinosa.
U krompiru i korenastim usevima odnos hranljivih materija se naglo razlikuje od onog u žitaricama i iznosi 4:1:5:1:0,6 odnosno 3,2:1:4,6:1,3:1,5.
Najproduktivnije korišćenje hranljivih materija iz zemljišta i đubriva poljoprivrednim kulturama obezbeđuje se pod najpovoljnijim zemljišno-klimatskim uslovima, visokim nivoom agrotehnike, u kombinaciji sa racionalnom upotrebom đubriva.
Biljke karakterizira autotrofni tip ishrane, odnosno same sintetiziraju organske tvari na račun mineralnih spojeva, dok životinje i veliku većinu mikroorganizama karakterizira heterotrofni tip ishrane - upotreba gotovih organska materija koje su prethodno sintetizirali drugi organizmi. Zahvaljujući sposobnosti klorofila da koristi sunčevu svjetlost, biljke igraju posebnu ulogu na zemlji. Sav život na našoj planeti je rezultat kreativnog rada biljaka. Treba napomenuti da je dokazana osnovna mogućnost direktne asimilacije od strane biljaka takvih organskih spojeva kao što su vitamini, antibiotici, tvari za rast i aminokiseline. Međutim, asimilacija ovih organskih jedinjenja je neznatna i od ograničenog značaja u ishrani biljaka.
Ishrana biljaka je proces apsorpcije i asimilacije hranljivih materija iz okoline. Svi elementi biljke neophodni za ishranu dobijaju se kroz lišće i korenje – iz vazduha i zemlje. S tim u vezi, pravi se razlika između zračne i korijenske ishrane biljaka. Glavni proces kojim se stvara organska tvar u biljkama je fotosinteza. Tokom fotosinteze, sunčeva energija u zelenim dijelovima biljaka koji sadrže hlorofil pretvara se u hemijsku energiju koja se koristi za sintezu ugljikohidrata iz ugljičnog dioksida i vode:
6 CO2 + 12H2O + svjetlo (686 GJ) C6H12O6 + 6H2O + 6O2
hlorofil
Tokom svjetlosne faze procesa fotosinteze dolazi do razgradnje vode uz oslobađanje kisika i stvaranje jedinjenja bogatih energijom (ATP) i reduciranih proizvoda. Ova jedinjenja su uključena u sledeću fazu senke - u sintezi ugljenih hidrata i drugih organskih jedinjenja iz CO2.
Jednostavni ugljikohidrati se koriste za sintezu složenih (saharoza, škrob, organske kiseline, kao i proteini, masti, organske kiseline itd.).
Tokom fotosinteze, biljke uzimaju ugljični dioksid iz atmosfere kroz svoje lišće. Samo mali dio CO2 (do 5% ukupne potrošnje) može preuzeti korijenje biljaka. Biljke preko listova mogu apsorbirati sumpor u obliku SO2 iz atmosfere, kao i elemente dušika i pepela iz vodeni rastvori uz folijarnu prihranu. Međutim, u prirodnim uslovima, ishrana ugljenikom se uglavnom odvija preko listova, a glavni način na koji voda, azot, fosfor, kalij i drugi nutrijenti ulaze u biljke je ishrana korena.
Korijeni nisu samo organi za apsorpciju mineralnih elemenata i vode, već i organi sa sintetičkom sposobnošću. U njima se sintetiziraju mnoga organska jedinjenja: proteini, aminokiseline, amidi, alkaloidi, fitohormoni, posebno citokinin itd.
U biljkama, uz stvaranje organskih tvari, dolazi do njihovog propadanja u procesu disanja. Prilikom disanja oslobađa se energija:
C 6 H12O6 + 6 O2 \u003d 6 CO2 + 6H2O + 686 GJ.
Energija koja se oslobađa pri disanju koristi se za sintezu složenijih organskih supstanci, kako bi korijenje primilo hranjive tvari i vodu iz tla i premjestilo ih u listove, a iz njih u dijelove rasta: točke rasta, cvjetove, sjemenke, gomolje. , itd. Velika važnost u sintezi organskih supstanci, adenozin trifosforna kiselina (ATP) ima izvor energije.
U normalnim uslovima, biljke ne koriste više od 2 - 3% sunčeve energije. Za povećanje fotosintetske aktivnosti potrebno je stvoriti optimalne uslove za rast i razvoj biljaka. Tome je omogućeno povećanjem površine lista i produljenjem životnog vijeka, uzgojem produktivnijih sorti, razvojem novih tehnologija uzgoja i optimizacijom uslova ishrane biljaka.
Za racionalnu upotrebu đubriva i postizanje najvećeg prinosa na njih, potrebno je poznavati obrasce i karakteristike mineralne ishrane useva.
Potrošnja hranljivih materija od strane biljaka je složen fiziološki proces koji zavisi od bioloških karakteristika same biljke i uslova sredine u kojima se biljni organizam razvija.
Snaga korijenskog sistema, njegova struktura i priroda distribucije u tlu različitih usjeva značajno variraju. Različiti dijelovi korijena nejednako su uključeni u apsorpciju hranjivih tvari. Eksperimenti s upotrebom obilježenih atoma pokazali su da se apsorpcija iona najvećom brzinom odvija u zoni rasta, takozvanom meristemu (koji obično nije duži od 1,5 mm), a opada s udaljenosti od vrha korijena. Gledano po ćeliji, najveća stopa je zabilježena u zoni korijenskih dlačica, odnosno apsorpcije (dužine 1 - 2 cm), a iako je zona rasta (meristem) sposobna za intenzivnu apsorpciju jona i soli, koriste se skoro potpuno za sopstvene potrebe ćelija koje se dele. Zreli dijelovi korijena također apsorbiraju i prenose značajne količine hranjivih tvari do izbojaka.
Potrošnja hranljivih materija od strane biljaka zavisi od mase i distribucije korena u tlu, njihove sposobnosti asimilacije. Najveći broj korijenje u obradivom horizontu tla nakuplja djetelina, najmanji - krompir. Žitarice zauzimaju srednje mjesto po broju korijena. Produktivnost korijenskog sistema u akumulaciji suhe tvari je obrnuta: kod krumpira je ovaj pokazatelj mnogo veći nego kod djeteline. Najveću količinu dušika i fosfora u 1 toni suhe tvari akumuliraju mahunarke i krompir.
Prema mnogim znanstvenicima, osjetljivost sorti usjeva na gnojiva nije određena toliko snagom korijenskog sistema koliko aktivnijom fiziološkom aktivnošću. Sorte koje bolje reaguju na podlogu gnojidbe imaju manju neaktivnu adsorbirajuću površinu korijena, duže funkcioniranje zametnog i adventivnog korijena, povećan priliv ugljikohidrata u korijenje i povećan sadržaj fiziološki aktivnih tvari u vrhovima korijena.
Istraživanja su pokazala da visokoproduktivnije sorte imaju povećanu produktivnost fotosinteze, uglavnom zbog povećanja površine gornjih listova, posebno zastavice i klisnog elementa, tj. oni organi koji funkcionišu tokom perioda utovara žitarica. Postoje dokazi da sorte pšenice s kratkim stabljikama imaju povećanu sposobnost upijanja dušika nakon cvatnje, što se čini da je povezano s većom fotosintetskom produktivnošću.
Šematski, proces ulaska nutrijenata u korijenski sistem može se predstaviti na sljedeći način. Hranljivi elementi u obliku jona (NH4+, NO3-, H2PO4-, SO4-, K+, Ca2+, Mg2+, Na+ itd.) kreću se iz zemljišnog rastvora protokom vode i zbog procesa difuzije. Ćelijski zidovi imaju prilično velike pore i kanale koji su lako propusni za jone. Utvrđeno je da pri visokoj koncentraciji iona u zemljišnoj otopini oni sa protokom otopine ulaze u korijenje, a pri maloj zasićenosti zemljišne otopine ionima i velikoj potrebi biljaka za njima, ioni se kreću u korijenje difuzijom.
Fosfor i kalcij se dopremaju biljkama uglavnom difuzijom, a kalcijum i magnezijum - protokom zemljišnog rastvora.
Prva faza apsorpcije je adsorpcija na vanjskoj površini citoplazmatske membrane, koja se sastoji od dva sloja fosfolipida, između kojih su ugrađeni proteinski molekuli, koji imaju područja s pozitivnim i negativnim nabojem. U tim područjima dolazi do izmjene jona u zemljišnom rastvoru (na primjer, kalijev kation, NO3 anjon, itd.) i jona koje luči ćelija korijena. Izmjenski fond kationa i anjona u biljkama mogu biti H + i OH - joni, kao i H + i HCO 3 -, nastali pri disocijaciji ugljične kiseline koja se oslobađa pri disanju.
Trenutno postoji ideja da hranjive tvari ulaze u korijen uglavnom u obliku iona s obaveznim prijelazom kroz ćelijsku plazmolemu. Ovaj proces može biti pasivan, tj. duž elektrohemijskog gradijenta, i aktivna, odnosno protiv elektrohemijskog gradijenta. Najviša vrijednost ima mehanizam aktivnog transporta jona kroz plazmalemu, koji se javlja uz utrošak dodatne energije. Proces disanja služi kao izvor energije neophodne za aktivnu apsorpciju mineralnih nutritivnih elemenata. Mehanizam takvog "aktivnog" prijenosa je vrlo složen i provodi se uz sudjelovanje posebnih nosača i takozvanih jonskih pumpi. Istovremeno, prijenos nekih iona neophodnih biljkama u ćeliju kroz citoplazmatsku membranu povezan je sa kontratransportom drugih jona koji se nalaze u ćeliji u funkcionalno prevelikoj količini.
Trenutno je utvrđeno prisustvo kalijum-natrijumovih i protonskih jonskih pumpi. Mehanizam djelovanja kalijum-natrijum pumpe je da specifični enzim kalijum-natrijum ATP-aza ispumpava Na+ ione iz ćelija i ulazi u jone kalijuma. ATP-aze su dobile svoje ime zbog svoje inherentne sposobnosti da razgrađuju ATP. Oslobođena energija se koristi za transport supstanci, a transportna ATPaza se reverzibilno fosforilira paralelno sa fosforilacijom i defosforilacijom transportne ATPaze, vezujući i oslobađajući jon.Istovremeno dolazi do konformacionih promena u molekulu ATPaze, što omogućava prenos jona u ćeliju.
Protonska pumpa ispumpava H+ ione (antiport) iz ćelija, što stvara negativan naboj ćelija i isporučuje jon sa istim nabojem, kao što je kalijum, u unutrašnjost ćelije kako bi se održala električna neutralnost.
Pumpanje protona i nekog dodatnog "jahača" (fosfora, itd.) u ćeliju duž elektrohemijskog gradijenta pomoću protonske pumpe naziva se simport. Dakle, ATP-ovisna membranska H+ pumpa služi kao univerzalni energetski pogon za jonske tokove na plazmolemi biljnih stanica.
Transport tvari u ćeliju kroz citoplazmatske membrane može se odvijati uz pomoć kanala prisutnih u plazmalemi. Konkretno, utvrđeno je prisustvo u biljnim ćelijama pojedinačnih kanala koji omogućavaju prolaz kalcija.
Glavnu ulogu u potrošnji hranljivih materija imaju biološke karakteristike biljnih vrsta, kao i genetska svojstva sorti dobijenih kao rezultat oplemenjivačkog rada u cilju stvaranja populacija otpornih na nepovoljne uslove, koje karakterišu visoki prinosi, visoki prinosi. sadržaj proteina, škroba, šećera i drugih organskih supstanci koje karakterišu kvalitet žetve.
Brojnim istraživanjima utvrđeno je da je moguće postići maksimalan, genetski određen nivo prinosa čak i na visoko kultivisanim zemljištima samo uz usmerenu regulaciju ishrane biljaka, uzimajući u obzir zakonitosti formiranja useva, zahteve useva i karakteristike sorte. Proces ishrane biljaka kontroliše se razlikovanjem oblika, doza, vremena, učestalosti i načina primene organskih i mineralnih đubriva, uzimajući u obzir biološke, fiziološke karakteristike biljaka, s jedne strane, i obrasce interakcije faktora sredine. , na drugoj.
Snabdijevanje biljaka hranjivim tvarima značajno je smanjeno lošom aeracijom tla, niskom temperaturom, viškom ili oštrim nedostatkom vlage u tlu. Reakcija zemljišne otopine, koncentracija i omjer soli u njoj posebno snažno utječu na opskrbu hranjivim tvarima. S povećanom kiselošću, razvoj korijena i opskrba njima hranjivim tvarima pogoršavaju se.
Ishrana biljaka odvija se u bliskoj interakciji sa okolinom, uključujući veliki broj različitih mikroorganizama iz rizosfere i tla. Mikroorganizmi razgrađuju organske tvari i organska gnojiva u tlu, uslijed čega hranjive tvari sadržane u njima prelaze u mineralni oblik koji je probavljiv za biljke. Neki mikroorganizmi su u stanju da razgrađuju teško rastvorljiva mineralna jedinjenja fosfora i kalijuma i pretvore ih u oblik koji je dostupan biljkama. Brojne bakterije koje fiksiraju dušik, asimilirajući dušik iz zraka, obogaćuju tlo ovim elementom. S tim u vezi, jedan od važnih zadataka poljoprivrede je stvaranje povoljnih uslova za razvoj korisnih mikroorganizama odgovarajućim metodama poljoprivredne tehnologije.
Masovni eksperimenti sprovedeni u Bjelorusiji pokazali su da se u optimalnim slučajevima 30-45% useva žitarica, 19% mahunarki, 41% krompira i 21-26% višegodišnjih trava formiraju zahvaljujući đubrivima. Đubriva još jače utiču na akumulaciju hranljivih materija u biljkama. U žitaricama se pod uticajem đubriva povećava sadržaj azota za 34 - 56%, fosfora - za 29 - 43 i kalijuma - za 34 - 56%, u zavisnosti od bioloških karakteristika useva. Istovremeno, povećanje akumulacije hranljivih materija je posledica ne samo njihove potrošnje od strane biljaka iz đubriva, već i dodatne apsorpcije iz tla.

Funkcija "čitanja" se koristi za upoznavanje sa radom. Oznake, tabele i slike dokumenta mogu biti prikazane pogrešno ili ne u potpunosti!

Tema: Organske supstance biljne ćelije, dokazi njihovog prisustva u biljci.

Završio: Timofejev Aleksej Mihajlovič.

Grupa: 1-2KU

Učiteljica: Vinnik Valerija Konstantinovna.

1. Određivanje organskih supstanci.

2.Istorija pojavljivanja.

3. Njihova klasifikacija.

4. Strukturna analiza.

5. Razmatranje u praksi.

6. Zaključak.

1. Određivanje organskih materija Organske supstance - klasa jedinjenja koja uključuje ugljenik (sa izuzetkom karbida, ugljene kiseline, karbonata, ugljen-oksida i cijanida). Organske supstance (jedinjenja) ćelije - hemijska jedinjenja, koji uključuju atome ugljika (proteini, ugljikohidrati, masti, nukleinske kiseline i druga jedinjenja koja se ne nalaze u neživoj prirodi). Različite vrste ćelija sadrže različite količine organskih jedinjenja. Biljne ćelije - više ugljenih hidrata. Životinjske ćelije - više proteina.

2. Istorija pojave Naziv organske supstance pojavio se u ranoj fazi razvoja hemije tokom dominacije vitalističkih pogleda koji su nastavili tradiciju Aristotela i Plinija Starijeg o podeli sveta na živo i neživo. Supstance su podijeljene na mineralne - koje pripadaju carstvu minerala, i organske - koje pripadaju carstvu životinja i biljaka. Vjerovalo se da je za sintezu organskih tvari potrebna posebna "životna snaga" svojstvena samo živim bićima, pa je stoga sinteza organskih tvari iz anorganskih nemoguća. Ovu ideju opovrgnuo je Friedrich Wöhler 1828. sintetizirajući "organsku" ureu iz "mineralnog" amonijum cijanata, ali je podjela tvari na organske i neorganske sačuvana u kemijskoj terminologiji do danas.

3. Njihova klasifikacija Glavne klase organskih jedinjenja biološkog porekla – proteini, lipidi, ugljeni hidrati, nukleinske kiseline – sadrže, pored ugljenika, uglavnom vodonik, azot, kiseonik, sumpor i fosfor. Zato "klasična" organska jedinjenja sadrže prvenstveno vodonik, kiseonik, azot i sumpor - uprkos činjenici da elementi koji čine organska jedinjenja, pored ugljenika, mogu biti gotovo bilo koji element Proteini Aminokiseline su strukturne komponente proteina Proteini ili proteini su biološki heteropolimeri čiji su monomeri aminokiseline Lipidi su organska jedinjenja nalik mastima koja su nerastvorljiva u vodi, ali su lako rastvorljiva u nepolarnim rastvaračima. Lipidi pripadaju najjednostavnijim biološkim molekulima. Nukleinske kiseline su biopolimeri živih organizama koji sadrže fosfor koji obezbjeđuju skladištenje i prijenos nasljednih informacija Ugljikohidrati Sam naziv "ugljikohidrati" odražava činjenicu da su vodonik i kisik prisutni u molekulima ovih tvari u istom omjeru kao i u vodi. molekula. Osim ugljika, vodika i kisika, derivati ugljikohidrata mogu sadržavati i druge elemente.

4. Strukturna analiza. Strukturna analiza organskih supstanci. Trenutno postoji nekoliko metoda za karakterizaciju organskih jedinjenja. Kristalografija (analiza rendgenske difrakcije) je najpreciznija metoda, međutim za nju je potreban kvalitetan kristal dovoljne veličine. za dobijanje visoke rezolucije. Dakle, iako se ova metoda ne koristi prečesto. Elementarna analiza je destruktivna metoda koja se koristi za kvantificiranje sadržaja elemenata u molekulu supstance. Infracrvena spektroskopija se uglavnom koristi za dokazivanje prisutnosti (ili odsustva) određenih funkcionalnih grupa. Masa spektrometrija se koristi za određivanje molekulskih masa tvari i načina njihove fragmentacije.

5. Razmatranje u praksi Organska jedinjenja su prisutna u skoro svim biljkama.Ona se značajno razlikuju po sadržaju glavnih organskih komponenti: ugljenih hidrata, masti, proteina.Vegetativni delovi biljaka - drvo, slama, stabljika, lišće - ne sadrže veliki broj proteina i masti i visok nivo nerastvorljivih, teško razgradljivih polisaharida: celuloze, hemiceluloze, kao i polimera - lignina. Kao osnova supstrata obično se koriste vegetativni dijelovi biljaka, a generativni dijelovi biljaka - plodovi, sjemenke - sadrže mnogo proteina i masti, visok nivo lako dostupnih ugljikohidrata (škrob, monosaharidi, disaharidi) i nizak nivo. nivo teško dostupnih polimera - celuloze, hemiceluloze i lignina. Generativni dijelovi se koriste kao nutritivni proteinsko-masni aditivi.Sve ove biljke se dobijaju ishranom koja se deli na vazduh i koren.Ishranom vazduha biljke apsorbuju ugljen-dioksid iz atmosfere da bi tokom fotosinteze formirale organsku materiju. Prosječan sadržaj ugljičnog dioksida u zraku obično je oko 0,03%. U površinskom sloju može biti i više. Povećanje ugljičnog dioksida u površinskom sloju zraka postiže se primjenom organskih gnojiva u tlo. Mikroorganizmi u tlu probavljaju ova gnojiva i oslobađaju ugljični dioksid. Njegov povećani sadržaj u površinskom sloju zraka pospješuje fotosintezu i značajno povećava prinos. Ishranom korijena biljke upijaju vodu i sve potrebne elemente mineralne ishrane iz tla uz pomoć korijenskog sistema. Iz vode, koja je izvor vodonika, kao i ugljičnog dioksida iz zraka, biljke stvaraju ugljikohidrate (šećer, škrob i vlakna) koji čine do 90% sve suhe organske tvari biljaka. Za stvaranje proteina, biljkama su potrebni i dušik, sumpor, fosfor. Važnu ulogu u metabolizmu biljaka imaju i kalijum, kalcijum, bor, cink, bakar, molibden, jod, kobalt, koji se obično nazivaju mikroelementima. Nedostatak barem jednog od hranjivih sastojaka u tlu će ugroziti rast i razvoj biljaka i smanjiti njihovu produktivnost.

HEMIJSKI SASTAV BILJAKA
Hemijski sastav biljaka- kompleks supstanci od mineralnih soli do visokomolekularnih organskih jedinjenja u biljnom organizmu. Vegetativni organi i sočni plodovi većine biljaka sadrže 80-95% vode i samo 5-20% suhe tvari. U semenu tokom zrenja količina vode se smanjuje, a sadržaj suve materije raste na 85-90% ukupne količine. težina. Suva materija se sastoji od ugljenika (45%), kiseonika (42%), vodonika (6,5%) i azota (1,5%). Ostatak (5%) otpada na tzv. elementi pepela (pepeo). Među njima su: makroelementi čiji je sadržaj izražen u vrijednostima od desetina posto do stotih postotaka; elementi u tragovima - od hiljaditih do sto hiljada procenta; ultramikroelementi - milioniti deo procenta ili manje.

Makroelementi, pored ugljenika, kiseonika, vodonika i azota, uključuju kalcijum, silicijum, natrijum, hlor i gvožđe; na elemente u tragovima - aluminijum, barijum, stroncijum, titan, fluor, rubidijum, vanadijum, hrom, brom, germanijum, nikl, olovo, kalaj, arsen, kobalt, jod, litijum, molibden, itrijum i cezijum; na ultramikroelemente - selen, kadmijum, uranijum, živu, srebro, zlato, radijum. Sadržaj istog elementa u tkivima jedne biljke može varirati pod uticajem različitih uslova i zavisi uglavnom od njegove količine u zemljištu. Na primjer, u različitim uslovima uzgoja, sadržaj fosfora u biljnim tkivima može varirati od 2,5 do 0,04%; bora od 0,01 do 0,001%, mangana - od 0,01 do 0,0001% itd. Od biljnih organa pepelom su bogati listovi, kora drveta i korijenje. Nešto manje pepela u stabljikama zeljastih biljaka, drvetu i sjemenu. Krtoli krompira, koren itd. korenasti usjevi su bogati kalijumom. Svi elementi koji su uključeni u biljni organizam, sadržani su u njemu u obliku organskih jedinjenja, mineralnih soli, oksida itd. Lokalizovani su u nejednakim količinama na određenim mestima u citoplazmi, ćelijskim organelama, tkivima i organima biljke. Najvažnije supstance žive ćelije su proteini. U zelenim dijelovima biljke, u kombinaciji sa bjelančevinama, sadrži - supstancu s kojom se provodi.

Posebna grupa proteinskih jedinjenja koja obezbeđuju metabolizam u biljnom organizmu su enzimi. Nukleinske kiseline (RNA i DNK) igraju odlučujuću ulogu u unutarćelijskom metabolizmu, prenoseći genetske informacije i određujući vrstu i strukturu proteina u ćeliji. Njihov sadržaj u biljkama ne prelazi 10% količine proteina.

Gotovo 90% suhe mase biljaka čine ugljikohidrati, koji su dio citoplazme stanica (šećer, škrob, inulin), glavni su. dio ćelijskog zida (, hemiceluloza), formiraju međustanične ploče (pektinske tvari). Zbog ugljikohidrata se uzgajaju mnoge kulture (na primjer, krompir, u ratarskoj proizvodnji, cvekla, žitarice). Važna visokoenergetska grupa organskih spojeva u biljkama su masti (ulja) i lipoidi.

Supstance za rast (heteroauksin, kinetin) regulišu procese rasta biljnog organizma. Njihov kvantitativni sadržaj u biljnim tkivima je vrlo nizak (1 kg klijavih sjemenki sadrži oko 0,5 mg tvari za rast).

Važnu ulogu u metabolizmu biljnog organizma imaju organske kiseline koje nastaju u biljnom organizmu tokom procesa disanja biljaka, kao i intermedijarni proizvodi sinteze drugih jedinjenja. Alkaloidi se javljaju u obliku soli organskih kiselina u biljkama. Drugi biološki aktivni spojevi koji su prilično česti u biljnim organizmima su glukozidi. U posebnim organima biljaka nastaju eterična ulja i smole, koje su mješavina niza jedinjenja, DOS. od kojih su terpeni nezasićeni ugljovodonici.

Isparljive biološki aktivne tvari biljnog porijekla uključuju i. Sve biljke imaju fitoncidna svojstva u određenoj mjeri. Uz spojeve koji sudjeluju u aktivnom metabolizmu, u biljkama se sintetizira niz polimera koji ostaju na strani intenzivnog metabolizma (metabolizma). To su vlakna, guma, gutaperča, lignin (tvar koja dovodi do ukrućenja membrana biljnih stanica). Guma može formirati cca. 2000 vrsta biljaka, ali najviše u tropima. drvo - hevea, koja sadrži gutaperču. I u coxagizi i u tausagizi ima puno gume. Lignini različitih grupa biljaka donekle se razlikuju jedni od drugih. Posebno puno lignina u drvu (za četinare - do 50%) i slami. Tokom rasta i hemij. sastav pojedinih organa i biljaka u cjelini se u određenoj mjeri mijenja (npr. hranljive materije se nakupljaju u zrnu i plodovima kada sazriju, sadržaj celuloze i lignina u drvetu raste, a relativna količina hranljivih materija opada sa starenjem biljke, itd.). Organska jedinjenja koja se nalaze u biljnim organizmima potječu od primarnih proizvoda fotosinteze i izvor su postojanja cijelog životinjskog svijeta.

Tema: Organske supstance biljne ćelije, dokazi njihovog prisustva u biljci.

Završio: Timofejev Aleksej Mihajlovič.

Grupa: 1-2KU

Učiteljica: Vinnik Valerija Konstantinovna.

1. Definicija organskih supstanci Organske supstance - klasa jedinjenja koja uključuje ugljenik (sa izuzetkom karbida, ugljene kiseline, karbonata, ugljen-oksida i cijanida). Ćelijske organske supstance (jedinjenja) su hemijska jedinjenja koja uključuju atome ugljenika (proteini , ugljeni hidrati, masti, nukleinske kiseline i druga jedinjenja koja se ne nalaze u neživoj prirodi) Različite vrste ćelija sadrže različite količine organskih jedinjenja Biljne ćelije - više ugljenih hidrata Životinjske ćelije - više proteina.

4. Strukturna analiza. Strukturna analiza organskih supstanci. Trenutno postoji nekoliko metoda za karakterizaciju organskih jedinjenja. Kristalografija (str.

Analiza difrakcije rendgenskih zraka) je najpreciznija metoda koja zahtijeva, međutim, prisustvo visokokvalitetnog kristala dovoljne veličine za postizanje visoke rezolucije. Dakle, iako se ova metoda ne koristi prečesto. Elementarna analiza je destruktivna metoda koja se koristi za kvantificiranje sadržaja elemenata u molekulu supstance. Infracrvena spektroskopija se uglavnom koristi za dokazivanje prisutnosti (ili odsustva) određenih funkcionalnih grupa. Masa spektrometrija se koristi za određivanje molekulskih masa tvari i načina njihove fragmentacije.

5. Razmatranje u praksi Organska jedinjenja su prisutna u skoro svim biljkama.Ona se značajno razlikuju po sadržaju glavnih organskih komponenti: ugljenih hidrata, masti, proteina.Vegetativni delovi biljaka - drvo, slama, stabljika, lišće - sadrže malu količinu količina proteina i masti i visok nivo nerastvorljivih, teško razgradljivih polisaharida: celuloze, hemiceluloze, kao i polimera - lignina. Kao osnova supstrata obično se koriste vegetativni dijelovi biljaka, a generativni dijelovi biljaka - plodovi, sjemenke - sadrže mnogo proteina i masti, visok nivo lako dostupnih ugljikohidrata (škrob, monosaharidi, disaharidi) i nizak nivo. nivo teško dostupnih polimera - celuloze, hemiceluloze i lignina. Generativni dijelovi se koriste kao nutritivni proteinsko-masni aditivi.Sve ove biljke se dobijaju ishranom koja se deli na vazduh i koren.Ishranom vazduha biljke apsorbuju ugljen-dioksid iz atmosfere da bi tokom fotosinteze formirale organsku materiju. Prosječan sadržaj ugljičnog dioksida u zraku obično je oko 0,03%. U površinskom sloju može biti i više. Povećanje ugljičnog dioksida u površinskom sloju zraka postiže se primjenom organskih gnojiva u tlo. Mikroorganizmi u tlu probavljaju ova gnojiva i oslobađaju ugljični dioksid. Njegov povećani sadržaj u površinskom sloju zraka pospješuje fotosintezu i značajno povećava prinos. Ishranom korijena biljke upijaju vodu i sve potrebne elemente mineralne ishrane iz tla uz pomoć korijenskog sistema. Iz vode, koja je izvor vodonika, kao i ugljičnog dioksida iz zraka, biljke stvaraju ugljikohidrate (šećer, škrob i vlakna) koji čine do 90% sve suhe organske tvari biljaka. Za stvaranje proteina, biljkama su potrebni i dušik, sumpor, fosfor. Važnu ulogu u metabolizmu biljaka imaju i kalijum, kalcijum, bor, cink, bakar, molibden, jod, kobalt, koji se obično nazivaju mikroelementima. Nedostatak barem jednog od hranjivih sastojaka u tlu će narušiti rast i razvoj biljaka i smanjiti njihovu produktivnost.

Stoga su organske tvari prisutne u biljnim stanicama i igraju važnu ulogu u razvoju.

Izvori informacija.

1.http://ru.wikipedia.org.2.http://www.chemistry.ssu.3.http://www.krugosvet.ru

U ovom trenutku, pitanje prirodne organske poljoprivrede je i aktuelno i aktuelno. O tome se može suditi na osnovu činjenice da je ovoj temi posvećena velika količina različitih informacija.

Budući da prirodna organska poljoprivreda donosi mnogo koristi, uz poboljšanje ukupne ekološke situacije i stvaranje bezbedne hrane, ali za nju nije svojstveno tretiranje biljaka hemikalijama, pesticidima i drugim supstancama, što suštinski utiče na interese proizvođača ovih proizvoda, kao i poljoprivrednici sa standardnim skupom znanja. Na osnovu toga, takva poljoprivreda ima mnogo protivnika i pristalica.

Međutim, u SAD-u, zemljama EU i Kanadi ova vrsta poljoprivrede se ubrzano razvija. Tu je stvoren poseban zakonodavni i pravni okvir za proizvode ove vrste poljoprivrede. Godišnji rast organskih proizvoda na svjetskom tržištu je i do 20%. A cijelo tržište je, na primjer, 2006. godine već premašilo 40 milijardi dolara.

U Rusiji vlasti ne rade ništa po tom pitanju. Svojevremeno, kada je glavni sanitarni lekar Ruske Federacije bio G. Oniščenko, stvoreni su neki zahtevi za proizvode organske poljoprivrede, ali to nisu pravni dokumenti. Dobivanje čistih proizvoda sada je u velikom interesu među vlasnicima privatnih parcela. Istovremeno, poznavanje karakteristika uzgoja je primarni cilj ove poljoprivrede.

Općenito viđenje seoskih radnika o tvarima humusne prirode tla obično se od davnina zasnivalo kao izvor za ishranu biljaka. To je bilo zbog brojnih zapažanja i češćih podudarnosti kada je tlo produktivno ima tamnu boju. Djelomično je ovo mišljenje formirano zbog raznih predstavnika agroekonomskih nauka, kao i fiziologije biljaka. Tako se u mnogim radovima koji se direktno odnose na 18. vek govorilo o čvrstom verovanju da ne samo da humus može obezbediti hranljive materije, već i potreban ugljenik biljka može dobiti iz humusa u zemlji. Izneta su i razmišljanja da je humus u tlu gotovo najvažniji izvor ishrane za biljke, a da su ostale različite supstance samo pomoćnici u rastvaranju „masti“ ovog humusa.

Istraživanja pokazuju da biljke lako asimiliraju ne samo mineralne spojeve (jednostavne), već i složene organske tvari. Zanimljivo je da su ideje o organskoj ishrani biljaka nastale ranije nego o ishrani mineralnim elementima i postavile temelje teoriji humusa. Trenutno više nema sumnje da biljke na bazi ugljičnog dioksida, vode i raznih mineralnih soli, a uz asimilaciju sunčeve svjetlosti, proizvode kompleksne spojeve organske prirode.

Razvojem ovakvih ideja u prvoj polovini 19. veka odbačene su ideje J. A. Hasenfraca i A. Tezera o ishrani biljaka uz pomoć organskog zemljišta. Ove ideje su nazvane teorijom humusa, a ova teorija se zasnivala na činjenici da je prinos biljaka često veći ako je bogat humusom, te zbog činjenice da organska gnojiva (stajnjak) povećavaju ukupan prinos. Koristeći ovu teoriju, tada je izgrađena poljoprivredna tehnologija i još mnogo toga.

Nakon detaljne studije J. Liebiga o teoriji mineralne ishrane i nakon proučavanja glavnih karakteristika mikrobioloških procesa u tlu, pokazalo se da je sasvim moguće objasniti sve pojave vitalne aktivnosti i produktivnosti biljaka fotosintezom i dotok vode i soli, kao i mineralizacija materije u tlu uz pomoć mikroorganizama. Humusu je dodeljena uloga koloidno-adsorbenta, koji može poboljšati nutritivne i vodno-fizičke uslove u tlu. Ovo se pokazalo dovoljnim da opravda i zadovolji mnoge ljude. Posljedično, teorija o humusu je pala u zaborav, iako je imala nekoliko pristalica sve do kraja 19. stoljeća.

Počevši od 20. vijeka, a posebno od njegove druge polovine, nastavljena su istraživanja organske prehrane koja su već razvijena u mnogim zemljama, uključujući i SSSR. Rezultati su bili prilično zanimljivi. Ali do sada se vrlo malo stručnjaka bavilo ovim pitanjem, iako je ova vrsta ishrane od velike važnosti u životu svake biljke. Već dobro poznajemo opšte obrasce unosa jona soli (mineralnih) kroz korijen i pri folijarnoj prihrani, ali za sada nismo u mogućnosti dati objašnjenje za bolji učinak organomineralnih i organskih gnojiva nego kada se koriste mineralna gnojiva. .

Naravno, vrijednost ove ishrane mora se ispravno procijeniti. Budući da možete dobiti dobru žetvu na mineralnom mediju, vrijedi se sjetiti i Mittlider tehnologije, ali u prirodnom okruženju biljke uvijek rastu na supstratu s određenom količinom organske tvari. Količina rastvorljivog humusa u zemljištu može biti od 1 do 2% ukupne mase zemljišta, tj. negdje do 100 tona po 1 ha. Ovo postavlja pitanje da li biljke mogu koristiti ove rezerve kao izvor organske ishrane? Da li organska ishrana igra važnu ulogu u prirodnom okruženju za formiranje mase useva i određivanje kvaliteta ove mase? U velikoj mjeri, naučnici na takva pitanja odgovaraju pozitivnim odgovorima.

Glavne poteškoće u eksperimentalnim istraživanjima usmjerenim na unos humusa ili drugih tvari organskog porijekla su nemogućnost određivanja metoda biohemijske analize ovih supstanci u sastavu različitih biljaka. Huminske i druge materije organskog porekla bliske su organskim jedinjenjima koja su deo biljnog sastava. Upotreba novih metoda (radiohromatografija, tragači izotopa, itd.) omogućava da se u potpunosti prouči učešće huminskih i drugih kiselina, koje se nalaze u tlu organskih jedinjenja, u rastu, ishrani i opšti razvoj. A slične metode se već naširoko koriste posljednjih godina u mnogim zemljama.

Rezultati su pokazali da uz učešće huminskih kiselina tla u mineralnoj ishrani biljaka, koja se sastoji u vezivnim elementima koji postaju dostupniji u svom jonskom obliku kada se direktno oslobađaju kao rezultat procesa mineralizacije humusa uz pomoć mikroorganizama. , biljke mogu i same da apsorbuju huminske kiseline iz jedinjenja male molekularne težine i u obliku jedinjenja srednje i velike molekularne težine. Utvrđeno je i da huminske kiseline, zbog djelovanja stanične membrane biljaka, mogu povećati njihovu ukupnu propusnost, što može povećati protok minerala i organskih spojeva u biljku. Organometalna jedinjenja ulaze u biljku bez većeg cijepanja na neorganske fragmente. Niskomolekularne i visokomolekularne čestice huminskih kiselina koje biljke apsorbiraju podliježu različitim transformacijama unutar biljke, učestvujući u biosintezi, a također su izvor fiziološki aktivnih supstanci i mogu pozitivno utjecati na razvoj, rast i ukupna produktivnost.

Mogu li više biljke koristiti fosfor?

Da bi riješio pitanje da li (više) biljke mogu koristiti fosfor u organskim jedinjenjima, I. Šulov je za svoje eksperimente uzeo najčešće vrste biljaka i spojeva u tlu (fitin, lecitin). Rad se odvijao u sterilnim uslovima, a dokazana je sposobnost biljaka (kukuruz i grašak) da apsorbuju i asimiliraju fitin fosfor. Prilikom proučavanja mogućnosti korišćenja (više) azotnih organskih jedinjenja od strane biljaka istakao se G. Petrov, koji je takođe radio u sterilnim uslovima i dokazao da se asparagin može apsorbovati u biljkama (kukuruz) i da je istovremeno odličan izvor azota. ishrana. Istovremeno, autor je predložio da se u ovom slučaju koristi amidni dušik iz asparaginske kiseline. Također je navedeno da biljke (kukuruz) mogu koristiti leucin, tirozinski dušik i penton. Kasnije je naučnik dokazao da biljke (kukuruz) mogu apsorbirati ne samo asparagin amidni dušik, već i asimilirati dušik direktno iz asparaginske kiseline.

Primjerice, eksperimenti provedeni sa kukuruzom pokazali su ulazak i intenzivno kretanje iz korijena nisko-, srednje- i visokomolekularnih aromatskih spojeva huminskih kiselina. Također je vrijedno spomenuti da su različiti po molekularnoj težini, a posebno niskomolekularni spojevi huminskih kiselina, imali fiziološku aktivnost. Ulaskom u biljku, oni su u stanju da pojačaju redoks, kao i enzimske procese koji su povezani sa metabolizmom azota i fosfora. Uz pomoć huminskih kiselina tla, uočava se visok rast korijenskog sistema i njegovog nadzemnog dijela, kao i povećanje broja hranjivih tvari - fosfora, dušika, kalcija i kalija.

Istraživanja provedena na različitim biljkama uspjela su pokazati da se u prisustvu huminskih kiselina niske koncentracije u otopini u biljci uočava povećanje ukupne količine fosfora i dušika. Takođe povećava unos nutrijenata. To se može objasniti činjenicom da se pod određenim utjecajem huminskih kiselina ubrzava razvoj i rast nadzemnih dijelova i korijenskog sistema, a povećava se ukupna sposobnost apsorpcije hranjivih tvari. Zajedno sa supstancama sa huminskom kiselinom, koje su veoma aktivne, u biljku mogu ući i aminokiseline, vitamini, metali (polivalentni) i druge supstance koje imaju važnu ulogu u razvoju i rastu.

Prikazani podaci sprovedenih studija ukazuju da su biljke u stanju da za ishranu koriste organske materije sadržane u tlu. Ovi spojevi uglavnom igraju ulogu strukturnog elementa, dok su ti elementi dio same biljke. Različiti eksperimenti usmjereni na proučavanje unosa ovih supstanci provedeni su na raznim vrstama koje su pripadale različitim porodicama. Pokazalo se da su biljke u stanju da asimiliraju ne samo organske tvari iz tla, već i mikroorganizme, biljne izlučevine koje se nalaze u tlu.

Dakle, više biljke se mogu hraniti organskom materijom. Niže zelene biljke imaju tendenciju da se hrane samo gotovim jedinjenjima organske prirode. Na primjer, alge euglene sadrže mnoge oblike bez klorofila, koji se koriste kao organske tvari kao izvor ugljika. Zelene alge, posebno hlorela, mogu se vrlo dobro razviti u vodi koja je bogata rastvorljivim organskim materijama. Pod uticajem ovakvih supstanci – aminokiselina, šećera i dr. – alge mogu smanjiti ukupan intenzitet fotosintetskih procesa, tj. ishrana organskom materijom za njih zamenjuje fotosintezu.

Također, tokom istraživanja uočeno je da korijenje biljke može savršeno apsorbirati šećer i aminokiseline. Očigledno, ove tvari nakon što uđu u biljku ne razlikuju se od sličnih spojeva koji nastaju tokom fotosinteze. Obično se troše na metaboličke procese i na opću konstrukciju tijela biljke. Međutim, biljka može apsorbirati i specifične vrste spojeva, kao što su pesticidi i herbicidi.

Utvrđen je prodor antibiotika, koje proizvode mikroorganizmi, raznih alkaloida iz tla, dok su te tvari otrovi ili protuotrovi. Vrijedi spomenuti i unos niza fenolnih i drugih spojeva organskog porijekla u tlo zbog vitalne aktivnosti mikroorganizama i biljaka, uglavnom usporavaju razvoj i rast. Opšti mehanizam preuzimanja složene supstance organska priroda još nije u potpunosti istražena. Postoji teorija takve apsorpcije.

Sposobnost gajenih biljaka da apsorbuju azot iz uree, kao i iz mokraćne kiseline, potvrdila su Thomsonova istraživanja u ovoj oblasti, koji je na osnovu ciljeva eliminacije ishrane biljaka (ječam, lan, grašak) produktima raspadanja razne dušične tvari, svaki dan stavljaju biljke u novu otopinu (u ovom slučaju otopina je preliminarno ispitana i ustanovljeno je da se sastav ove otopine, a posebno njezini proizvodi, mogu početi razlagati tek nakon 2 dana ili 48 sati). Bilo je i pokušaja da se biljke uzgajaju direktno na organskim supstratima u sterilnim uslovima, pri čemu će mogućnost razgradnje i dalje mineralizacije ovih supstrata biti potpuno isključena. U ovoj studiji uzete su otopine koje su unesene u organske tvari: škrob, šećere i dr. Biljke koje su prebačene u otopine ranije navedenih supstanci rasle su i razvijale se normalnim tempom, ali posmatranje vrsta u destilovanoj vodi nije dobilo težina. Najzdravije vrste imale su biljke koje su stavljane u rastvor sa himičnim supstancama, kao i škrobom.

Biljke ne samo da upijaju organsku materiju već je i vraćaju u tlo!

Biljke su, s druge strane, u stanju ne samo da koriste organske fragmente u okolini, već i da otpuštaju slična jedinjenja u tlo. Zanimljiva činjenica je međusobna izmjena organskih i neorganskih jedinjenja. Ova razmjena jedinjenja utiče na ekološku i alelopatsku ulogu organske ishrane. Prilično živopisnu ideju o unosu tvari koje luče biljke dali su eksperimenti koji su provedeni uz sudjelovanje označenog ugljika.

Na primjer, eksperimenti provedeni s poljskim biljkama uspjeli su pokazati da sastav izlučevina korijena biljaka donora uključuje organske tvari s radioaktivnom oznakom ovog ugljika, koji je asimiliran tokom fotosinteze. Nadalje, ove tvari su asimilovane korijenskim sistemom susjednih akceptora (biljki).

Sam prijenos je bio brz i za samo nekoliko dana zabilježeno je značajno povećanje količine ugljika koji sadrži radioaktivnu oznaku u akceptorskim biljkama. Sam prijenos sa kultiviranog bilja - vučije, prosa na korov - pšenične trave, okućnice, prošao je prilično dobro, a isto tako, naprotiv, s korova direktno na kultivirane biljke slabo je prošao (od zobi do lupine) ili nije prošao uopće ( od pšenične trave do lupine). Došlo je do prilično brze razmene između korova razne vrste(kamilica bez mirisa, pastirska torbica). Biljke koje pripadaju istoj korovskoj vrsti također su se dobro razmjenjivale (kamilica bez mirisa i trava okućnice), drugi slučajevi su pokazali slabu razmjenu (pšenična trava sa pšeničnom travom). Ako uzmemo kultivisane biljke, onda proces razmene grahorice i zobi nije bio loš. Treba napomenuti da što su se akceptor i donor bliže nalazili, to se brže odvijao prijenos sekreta.

Prilično brzo kretanje radioaktivno označenih proizvoda od donora direktno do akceptora može ukazivati na to da su organske tvari koje su dio izlučevina korijena lako topljive i pokretne tvari poput ugljika, aminokiselina i organskih kiselina. Iz dobijenih podataka može se govoriti o rasprostranjenom procesu razmjene organskih tvari između biljaka, te o prilično velikoj brzini, kao io broju tvari uključenih u ovaj proces. Također je utvrđeno da se neorganski i organski proizvodi, kao i voda, mogu slobodno kretati kroz korijenje biljaka iste ili različite vrste. Na primjer, često možete pronaći spoj korijena u drvenastim biljkama.

Razmjena se vrši ne samo kada njihovi korijeni rastu zajedno, već i kroz otopinu tla. U ovoj temi, studije I.N. Rakhtenko se provodi u šumskim plantažama u Bjelorusiji. Istraživanje je provedeno na vrstama drveća u dobi od 1-20 godina koje rastu na pjeskovitim, pjeskovitim i ilovastim tlima: lipa, javor, hrast obični, bradavičasta breza i dr. završeci korijena. Nakon 2-3 dana nakon toga, uzeti su uzorci iz susjednih biljaka, koje su se nalazile od 0,25 do 6 metara. Tako je tretirano 156 stabala, u 474 slučaja otkriveno je pomicanje radioaktivne fosforne oznake.

I.N. Rakhtenko, takođe, kaže da je u sličnim istraživačkim uslovima kretanje oznake od lipe do hrasta bilo intenzivnije nego obrnuto. Fosfor se brže kretao od javora do hrasta nego od hrasta do javora ili od jednog javora do drugog. Također je utvrđeno da kada se fosfor prelazi iz jedne biljke u drugu, to se događa kada se korijenje dodiruje. U nedostatku kontakta nije bilo metaboličkih procesa u drvenastim biljkama. Iz studija I.N. Rakhtenok, može se reći da razlike koje su uočene u prijenosu nutrijenata unutar jedne vrste i između različitih vrsta mogu biti posljedica različitih ritmova aktivnosti apsorpcije i izlučivanja. Poenta je da tokom vegetacije biljke imaju različite odnose između ovih procesa. Kod različitih vrsta, apsorpcija i izlučivanje se možda neće podudarati; kod jedinki koje pripadaju istoj vrsti, one će biti sinhrone. Zbog biljaka različitih vrsta, metabolički proces je mnogo intenzivniji nego u jednoj vrsti biljaka.

U sličnim studijama kretanja obilježenog fosfora, također je zabilježeno u općem smjeru od vrsta drveća direktno do zeljastih biljaka (livadska trava, puzavica) ako je njihovo korijenje u kontaktu. Prenos se dogodio prilično brzo i kroz rastvor zemljišta bez kontakta sa korijenskim sistemom, bili su samo na bliskoj udaljenosti. Kretanje fosfora bilo je iz jedne zeljaste biljke direktno u drugu, kako direktnim kontaktom korijena tako i kroz tlo. Neki naučnici vjeruju da se biljke, u biljnoj zajednici, hrane iz tla kao cjeline. Ova izjava ima ozbiljnu osnovu. Na osnovu ovoga možemo reći da razvoj, rast, produktivnost, kao i ukupni kvalitet usjeva, u velikoj mjeri zavise od obližnjih susjeda.

Izvucimo zaključke iz gore navedenog

Prvo, istraživanja provedena posljednjih desetljeća pokazala su nam da vrhunske biljke, uz zemljišno-mineralnu ishranu, koriste i spojeve organske prirode. Huminske kiseline, koje su prisutne u tlu, povećavaju protok organskih i mineralnih materija u biljku. To se događa zbog propusnosti membrana u stanicama, zahvaljujući tome se stimulira razvoj i rast. Jedinjenja organske prirode, koja se sastoje od nisko- i visokomolekularnih čestica huminskih kiselina, biljke mogu prilično dobro apsorbirati, tu se odvija transformacija i zajedno sa ugljikohidratima i drugim spojevima koji dolaze iz tla, koji ne razlikuju se mnogo od spojeva koji nastaju tokom fotosinteze, uključeni su u mnoge različite metaboličke procese povezane sa biosintezom, uglavnom su usmjereni na razvoj i rast biljaka. Također, huminske kiseline, posebno koje se sastoje od čestica male molekularne težine, su dobri aktivni stimulansi za rast biljaka.

Više biljke su sposobne apsorbirati iz tla ne samo organomineralne i organske tvari, već i tvari organske prirode koje nastaju iz sekreta djelovanja različitih mikroorganizama, rizosfernih i mikoriznih gljiva, kao i drugih biljaka, spojeva iz aktivnosti životinja i ljudi. Ovi proizvodi učestvuju u biosintezi biljaka. Također, ovi proizvodi nose određene informacije za druge biljke, na primjer, o napadu neprijatelja, štetočina insekata, što su naučnici već dokazali. Nije malo važno oslobađanje proizvoda fotosinteze i drugih organskih i mineralnih spojeva u tlo. Metabolički proces za biljke koje pripadaju istoj vrsti možda neće uticati na rast, za biljke koje su različite vrste i biljke iste vrste sa korovom, može stimulisati proces manjeg izlučivanja metaboličkih produkata u tlo i njihove veće apsorpcije direktno iz tlo. Inhibicija i ubrzanje rasta kod različitih vrsta biljaka i korova može biti posledica prisustva u produktima razmene kolina, specifičnih za svaku vrstu organskih jedinjenja. Ovaj efekat biljaka jedne na druge nazvat će se alelopatija. Ovaj utjecaj je glavni uzrok zamora tla.

Međutim, nažalost, unatoč velikim dostignućima u proučavanju osobitosti ishrane organskim tvarima biljaka, ako uzmemo praktični dio, onda im se u Rusiji ne obraća pažnja. Ovakva dostignuća se uglavnom koriste u SAD, zemljama EU i Kanadi i u nekim drugim zemljama. U Rusiji je fokus na mineralnoj ishrani, veličaju se zasluge hidroponike i uzgoj usjeva na medijima. sintetičkog porijekla, ponekad se može čuti omaž Mittlider metodi. Ako uzmete bilo koje novine o vrtlarstvu, možete pronaći samo prednosti korištenja gnojiva i gnojenja biljaka uz pomoć mineralnih gnojiva. Iako je iz mnogih eksperimenata već poznato da je kvaliteta proizvoda – biološka i nutritivna vrijednost, rok trajanja proizvoda – uvijek različita u odnosu na proizvode uzgojene u prirodnom okruženju i bez upotrebe ili vrlo malo upotrebe mineralnih gnojiva i potpuno odsustvo raznih herbicida i pesticida. No, unatoč tome, proizvodi organske poljoprivrede već su traženi u ranije spomenutim zemljama.

Pregledi