Химические элементы в растениях. Эзотерическая группа Silvana

Детский сад № 4 "Золотая рыбка"

город Карпинск Свердловской области

 

Химические элементы почв. Химические элементы в растениях


Роль некоторых химических элементов в жизни растений.

Роль некоторых химических элементов в жизни растений.

Элемент

Действие

Недостаток

Пример

Азот

необходим овощным растениям в течение всего жизненного цикла, так как является строительным материалом новых клеток. Отвечает за рост вегетативных органов.

недостаток азота сказывается в первую очередь на росте растений: ослабляется рост боковых побегов, листья, стебли и плоды имеют меньшие размеры, а листья становятся бледно-зелеными или даже желтоватыми. При длительном остром недостатке азота бледно-зеленая окраска листьев приобретает различные тона желтого, оранжевого и красного цвета в зависимости от вида растений, листья высыхают и преждевременно опадают, что ограничивает образование плодов, снижает урожай и ухудшает его качество, при этом у плодовых культур хуже вызревают и не приобретают нормальной окраски плоды.

Фосфор

способствует повышению зимостойкости растений, ускоряет их развитие и созревание, стимулирует плодоношение, благоприятствует интенсивному нарастанию корневой системы, чем повышает их засухоустойчивость.

Растения резко замедляют рост, их листья приобретают сначала с краев, а потом по всей поверхности сизо-зеленую (серо-зеленую), пурпурную или красно-фиолетовую окраску, что проявляется на нижних листьях обычно в начальный период развития. У плодовых растений при недостатке фосфора побеги становятся пурпурными, тонкими, листья приобретают бронзовый оттенок и осенью преждевременно опадают.

Калий

поддерживает необходимый водный режим в них, способствует образованию Сахаров и накоплению их в товарной части продукции, повышает морозо- и засухоустойчивость, снижает поражаемость заболеваниями.

При недостатке калия угнетается развитие плодов, бутонов и зачаточных соцветий. Во время вегетативной фазы растения растут слишком медленно и остаются низкорослыми. Во время фазы цветения цветы развиваются медленно и не достигают нормального размера. Дефицит калия – главная причина маленьких урожаев.

Магний

входит в состав хлорофилла, что определяет его важное значение в жизни растений: он участвует в углеводном обмене, действии ферментов и в образовании плодов.

Недостаток магния в первую очередь проявляется на листьях: между их жилками образуется хлороз, они остаются зелеными, их окраска напоминает елочку, а при остром недостатке магния отмечается “мраморность”, скручивание и пожелтение. У плодовых растений наблюдается ранний листопад, начинающийся с нижних побегов даже летом, и сильное опадение плодов.

Бор

необходим растениям в течение всего периода вегетации, причем больше всего в нем нуждаются двудольные растения. Бор способствует усилению роста пыльцевых трубок и прорастанию пыльцы, увеличению количества цветков и плодов. Бор положительно влияет на устойчивость растений к грибковым, бактериозным и вирусным заболеваниям.

замедление, или остановка роста растения в целом, обесцвечивание листьев, молодые побеги гибнут, соцветия отсутствуют. Признаки дефицита бора проявляются образованием мелких, карих точек на листьях, далее пятна увеличиваются. Отсутствие бора нарушает процесс созревания семян.

Железо

Физиологическая роль железа заключается в том, что оно входит в состав ферментов, а также участвует в синтезе хлорофилла, в дыхании и в обмене веществ.

При недостатке железа в листьях растений нарушается образование хлорофилла, в результате чего у различных сельскохозяйственных культур, и особенно у плодовых деревьев, развивается хлороз листьев, который проявляется в первую очередь на молодых верхних листьях и побегах (листья теряют зеленую окраску, бледнеют и преждевременно опадают).

369bio.blogspot.com

Химические элементы. - Растения и их свойства - Каталог статей

Любые растения содержат белки, жиры и углеводы — основной строительный материал всех живых организмов. Белки и жиры растений, за исключением некоторых масел, имеют не столько лекарственное, сколько пищевое значение и служат для организма источником энергии. Их мы вообще не будем рассматривать, поскольку они относятся к другой — диетологии. Сложнее обстоит дело с углеводными соединениями. Крахмал и сахара, содержащиеся в растениях, также дают организму только энергию. С медицинской точки зрения нас интересуют только неусваивающиеся углеводы, такие, как клетчатка и особенно пектины, слизи и камеди. Эти вещества представляют собой природные полимерные соединения, состоящие из моносахаридов - глюкозы, фруктозы, галактозы и других. Кроме того, очень часто другие действующие вещества находятся в клетках растений в соединениях с сахарами, образуя так называемые гликозиды, о которых мы поговорим отдельно. Лекарственные растения делят на группы по виду накапливаемых ими действующих веществ. Такое деление достаточно условно, поскольку нет таких растений, которые накапливали бы только одно вещество. Например, флавоноиды, некоторые витамины, в частности фолиевая кислота, пусть в небольших количествах, но содержатся практически во всех растениях, участвуя в их обмене веществ. Однако отдельные виды растений, и даже целые их семейства, избирательно вырабатывают определенные группы биологически активных веществ. Для удобства расположим группы действующих веществ не по их химическому строению, которое неспециалисту ничего не говорит, а просто по алфавиту.

Алкалоиды — азотсодержащие органические основания. Алкалоиды относятся к чрезвычайно активным биологическим веществам. Многие алкалоидные растения ядовиты и даже в самых незначительных дозах чистого вещества не только оказывают вредное действие на организм человека, но могут вызвать смертельный исход. Тем не менее с алкалоидами мы встречаемся ежедневно: кофеин, содержащийся в чае и кофе, никотин табака и т. п. Все алкалоиды - сложные азотсодержащие органические соединения, они имеют основной характер и с кислотами образуют соли. Первый алкалоид (морфин) был открыт в 1806 году, а сейчас их известно несколько тысяч. Слово «алкалоид» означает - похожий на щелочь. В соке растений алкалоиды обычно находятся в виде солей различных кислот - лимонной, яблочной, щавелевой, уксусной и т. д. Обычно в растении содержится не один, а несколько близких по химическому составу алкалоидов, из которых преобладает один или 2-3, а другие содержатся в меньших количествах. Их может быть очень много. Так в млечном соке опийного мака обнаружено 22 алкалоида, а в индийском растении раувольфии змеиной алкалоидов около 50. Алкалоидное сырье используют для приготовления настоек, экстрактов, но гораздо чаще используют для получения чистых алкалоидов в виде их суммы или по отдельности. Лечение растениями, содержащими большое количество алкалоидов, проводится только под наблюдением врача. Содержание алкалоидов обычно не превышает 1,5%, но в некоторых случаях, например в коре хинного дерева, их бывает до 20%. Предполагается, что алкалоиды защищают растения от травоядных и насекомых. К важнейшим алкалоидным растениям относятся опийный мак, хинное дерево, табак, белладонна, какао, кокаиновый куст, кофе, чай и многие другие. антрацеппроизводные - природные соединения, в большинстве случаев гликозидного характера. Они обладают специфическим слабительным действием на организм. Они издавна используются в медицине. Антрацеппроизводные имеют желтый, оранжевый, реже красный цвет и известны как стойкие красители. В наибольших количествах они накапливаются в коре крушины ломкой, корнях конского щавеля и ревеня.

Витамины — это очень разнородная группа веществ по химическим свойствам. Отсутствие витаминов вызывает в организме серьезные нарушения. Поскольку первое открытое вещество относилось к классу аминов, его назвали «витамином», т. е. амином жизни. Затем это название перешло на все вещества, обладающие подобным действием, хотя они и не относятся к аминам. Витамины обозначаются латинскими буквами и имеют химические названия. Очень условно витамины можно разделить на две группы в зависимости от их растворимости. В одну группу объединяются водорастворимые витамины. Это все витамины группы В, аскорбиновая кислота (витамин С), рутин и группа близких к нему веществ, называемых витамином Р, биотин (витамин Н) и ниацин (витамин РР). К жирорастворимым относят витамин А и его биологических предшественников - каратиноиды, витамин О, витамин Е и витамин К. При недостатке витаминов в организме человека наступают различные нарушения, называемые гиповитаминозом, чаще всего они проявляются зимой и весной. При полном отсутствии витаминов может наступить авитаминоз, проявляющийся специфически для каждого витамина. В наше время он встречается очень редко. Избыток витаминов, называемый гипервитаминоз, тоже вызывает нарушение деятельности организма и даже, как в случаях с витаминами А и О, может оказаться смертельным. В настоящее время известно свыше 30 витаминов, из которых примерно 20 поступает в организм с растительной и животной пищей. Потребность человека в витаминах зависит от условий его жизни, работы, состояния организма и других факторов. Растения содержат обычно не один витамин, а их комплекс, причем они взаимно усиливают свои функции в организме. Количество витаминов в растениях обычно исключает передозировку. Наиболее богаты витаминами плоды (шиповник, рябина, облепиха, черная смородина, тыква), цветки (календула), листья и трава (крапива, пастушья сумка, первоцвет). Некоторые растения накапливают витамины в корнях (морковь).

Горечи - эти соединения, как правило, относятся к гликозидам, имеют различное строение, но их объединяет горький вкус. Они действуют на железы желудка и кишечника, усиливая выработку пищеварительных соков. При этом горечи оказывают свое действие в довольно незна¬чительных количествах, так, 20%-ная настойка полыни дает горький вкус в разведении 1 мл на 4 литра воды. Сырье, содержащее горечи, по своему составу разделяется на две группы — содержащие чистые горечи (горечавка, одуванчик) и наиболее распространенные горько-ароматические растения (полынь, тысячелистник, аир), Горечи применяют при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, сопровождающихся потерей аппетита, нарушениями пищеварения, пониженной кислотностью.

Дубильные вещества или таннины, — это полимерные соединения. Свое название они получили благодаря способности образовывать химические связи с белками, в результате чего получаются соединения, - устойчивые к действию ферментов и влаги. На этом основан процесс дубления кож, т. е. обработка их дубильными экстрактами. Первым дубильным экстрактом был отвар коры дуба, откуда и название «дубильный», дубление. Такой же процесс происходит со слизистыми оболочками или раневыми поверхностями. На них образуется своеобразная пленка, препятствующая дальнейшему воспалению. Этим объясняется и характерный вяжущий вкус растворов дубильных веществ. При обработке дубильными веществами непроницаемая пленка образуется и на оболочках бактерий, которые от этого погибают. Так объясняется бактерицидное действие дубильных веществ. Кроме того, дубильные вещества образуют нерастворимые соединения с солями тяжелых металлов и алкалоидами, поэтому еще в середине века их начали использовать как универсальное противоядие, сохранившее свое значение до наших дней. Дубильные вещества встречаются уже в самых древних растениях, таких, как папоротники, однако отдельные виды накапливают их в очень больших количествах, например, в лапчатке семейства розоцветных их содержание достигает 20%. Наибольшее содержание дубильных веществ обнаружено в галлах, болезненных образованиях на листьях дуба, где их до 70%. Дубильные вещества есть почти во всех растениях. Обычно их довольно много в различных незрелых плодах, что предохраняет их от насекомых-вредителей и преждевременного потребления животными. Их наличие легко заметить по почернению на воздухе срезов — это продукты разложения дубильных веществ, которые имеют темную окраску. Особенно хорошо дубильные вещества проявляются при контакте с железом и его солями, которые образуются при действии кислоты плодов на поверхность ножа. Чернеет не только срез, но и сам нож. У зрелых плодов дубильные вещества исчезают, хотя некоторые растения, например черемуха, арония, имеют высокое их содержание и в спелом виде. Обычно же дубильные вещества накапливаются у деревьев в коре и древесине, а у многолетних трав — в корнях и корневищах, реже в траве и листьях. Большое количество дубильных веществ содержат бадан, зверобой, ро-диола розовая, черемуха, дуб, скумпия, щавель, ревень и т. д.

Кумарины - группа природных соединений, обладающих в основном спазмолитической (устраняющей спазмы) активностью и способностью повышать чувствительность кожи человека и животных к ультрафиолетовым лучам. Они нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях. В живых растениях встречаются в форме гликозидов, которые хорошо растворимы в воде. Переходом гликозидов в чистые кумарины и сахар объясняется появление характерного запаха свежего сена (кумарины) при сушке кумаринсодержащих растений, таких, как зубровка, донник, пажитник. Впервые на свойства кумаринов повышать чувствительность кожи к ультрафиолету обратили внимание как на причину, вызывающую падеж крупного рогатого скота после поедания прелого сена из донника и клевера. Сейчас это свойство кумаринов используют при лечении белой пятнистости кожи — витилиго. Кумарины накапливаются в основном в корнях и плодах некоторых растений, особенно в семействах сельдерейных (зонтичных), бобовых, рутовых.

Лектины - растительные белки, агглютинирующие (вызывающие слипание) клетки млекопитающих. Пектины избирательно связываются с углеводными компонентами клеточной поверхности. Найдены более чем у 800 видов растений. Вызывают слипание и оседание эритроцитов (красных кровяных клеток), обычно определенных групп крови. Иногда лектины, например содержащиеся в фасоли, стимулируют деление лейкоцитов. Некоторые лектины способны вызывать гибель раковых клеток.

Минеральные соли. Наличие в организме минеральных веществ открыто в первой половине XIX века. У взрослого человека они составляют около 4% массы тела, или 2,5-3 кг. Более половины этого количества входит в состав строительных элементов клеток, например костная ткань на 99% состоит из кальция. Остальные соли растворены в жидкостях организма: крови, межклеточной и внутриклеточной жидкости. Они входят в состав ферментов и играют роль биологических катализаторов. Взрослый человек ежедневно выделяет через почки, кожу и стенки толстого кишечника около 25 г различных солей. Такое же количество должно быть усвоено из пищи и воды. Их избыток или недостаток вызывают существенные изменения в организме, вплоть до возникновения различных заболеваний. Кальций, соли кальция. Основной строительный элемент костей и зубов, где и содержится большая часть имеющегося в организме кальция. Только 1% находится в растворенной форме и играет очень важную роль. Он участвует в поддержании работы сердца и в процессах свертывания крови, в регулировании проницаемости клеточной стенки и содержания холестерина в крови. Недостаток кальция вызывает повышенную нервную возбудимость, мышечные спазмы, изменения кишечной флоры и связанные с этим нарушения, усиливает аллергические реакции. Длительный дефицит кальция вызывает его вымывание из костей и их повышенную хрупкость. Взрослый человек должен получать в сутки не менее 3 г кальция, из которого обычно усваивается только 0,8 г. Легче всего он усваивается из молока и сыра. 2/3 растений богаты кальцием, особенно петрушка, капуста, кукуруза, хрен, чеснок, сельдерей и морковь. Для усвоения кальция необходим витамин Д, недостаток которого вызывает рахит у детей. Натрий и хлор. Ионы этих элементов принимают участие в поддержании постоянного осмотического давления в клетках и выработке соля¬ной кислоты в желудке. Нормальная потребность человека в поваренной соли около 10 г в сутки. Натрий вместе с калием регулируют кислотно-щелочное равновесие в организме и уравновешивают нервную возбуди¬мость. Недостаток натрия бывает у людей со слишком сильным выделе¬нием пота и при лечении мочегонными препаратами. Избыток натрия вызывает задержку воды в организме и благоприятствует повышению давления крови. Калий. Встречается в основном внутри клеток, где является актива¬тором многих ферментов, участвует в окислительно-восстановительных реакциях. Недостаток калия проявляется в болезненных мышечных спазмах, мышечной слабости, онемении конечностей, временами -в нарушениях работы сердца. Суточная потребность — около 3 г. Основные источники — морковный сок, апельсины, виноград, черная смородина, помидоры, капуста и картофель. Сера. Входит в состав аминокислот — метионина и цистеина, витамина В (тиамина) и других биологически активных соединений, в том числе мукополисахаридов, образующих слизи. Главным источником серы являются белки. Некоторые соединения серы, встречающиеся в растениях, имеют бактерицидные свойства, особенно те из них, которые обнаружены в чесноке, луке, горчице. Кроме того, сернистые соединения входят в значительных количествах в состав белков, образующих волосы и клетки кожи. Железо. Суточная потребность в нем около 15 мг. Во всем организме его содержится около 4 г. Оно играет очень важную роль, т. к. входит в состав гемоглобина — «красителя» крови и миоглобина — содержащегося в мышцах. Без железа нарушается процесс снабжения кислородом тканей организма. Кроме того, оно принимает участие в образовании антител. Железо, хотя и содержится во многих продуктах, трудно усваивается. Наиболее ценными в этом отношении являются печень и яйца. Большое количество железа содержат шпинат, фасоль, горох, лесные орехи, черешня, вишня, черная смородина, петрушка, свекла, крапива, полынь. Для усвоения железа необходимо достаточное количество аскорбиновой кислоты. Кремний. В малых количествах необходим для образования и функционирования соединительной ткани. Недостаток кремния проявляется в нарушении роста, выпадении волос, понижении прочности слизистых оболочек. Недостаток кремния встречается при туберкулезе, склерозе и некоторых новообразованиях. Активирует многие ферменты, усиливает действие витамина Е и увеличивает стойкость организма к радиации. Недостаток кремния вызывает снижение сопротивляемости организма, дистрофию и бесплодие. Пищевые источники кремния — ячмень и крупы из него, кукуруза и чеснок, дрожжи и рыба, основные источники растворимых соединений кремния — горец птичий, хвощ полевой, пырей, мать-и-мачеха. Попадая в организм в больших количествах, особенно при отложении кремниевой пыли в легких, является причиной заболеваний так называемым силикозом, встречающимся у рабочих горной промышленности и стекольных заводов. Магний. Магний, как и кальций, находится в организме в основном в виде фосфата в составе костной ткани, мышц и крови. Магний стабилизирует структуру нуклеиновых кислот и активирует более 100 ферментов. Магний участвует в регуляции нервной возбудимости, иммунитета, терморегуляции. Суточная потребность 0,2-0,3 г. Недостаток магния в организме проявляется симптомами, напоминающими столбняк, -повышенная нервная возбудимость, мышечные судороги. Дефицит магния часто наблюдается при злоупотреблении кофе, поскольку в нем содержатся вещества, выводящие магний из организма. При этом наблюдается быстрая утомляемость, трудности с засыпанием ночью и очень трудное пробуждение утром. Основной источник магния — зеленые овощи, какао, гречка, овсянка, фасоль, орехи и миндаль. Медь. В комплексе с белками входит в состав плазмы крови и всех тканей. Является составной частью многих ферментов, участвует в образовании антител и красных кровяных клеток. Недостаток меди вызывает нарушения усвоения железа. Суточная потребность взрослого человека 2-3 мг. Большие количества меди находятся в печени, плодах вишни и крыжовника, зеленых овощах, лесных орехах, в корне женьшеня. Марганец. Участвует в образовании ряда ферментов, в работе дыхательных ферментов, необходим для нормального обмена аскорбиновой кислоты и витамина В1, которые без марганца неактивны. Суточная потребность — около 3 мг. Большое количество марганца обнаружено в бруснике, сое, какао, салате, малине, горохе, фасоли и орехах. Молибден. При недостатке молибдена в почве у местных жителей обнаруживается повышенная заболеваемость кариесом зубов, ломкость костей, нарушения функции половых желез. Недостаток молибдена вызывает отравление медью, даже если она поступает в организм в нормальных количествах. Молибден содержится в горохе, фасоли, печени. Хром. Суточная потребность — 5-10 мг, в больших дозах токсичен. В растениях обычно содержится в количестве 20-50 мг/кг. Недостаток вызывает нарушения углеводного обмена, избыток, по-видимому, увеличивает риск заболевания раком легких. Правильный баланс хрома и цинка может быть элементом профилактики диабета. Источники хрома — пивные дрожжи, печень, черный перец и зародыши пшеницы. Йод. Недостаток йода вызывает недостаточную выработку гормонов щитовидной железы, зоб и даже кретинизм. Источниками йода являются главным образом морские продукты. Фтор. В малых дозах необходим для развития костей и предупреждения кариеса. Недостаток и избыток фтора вреден для организма. При избытке фтора он откладывается в костях, вызывая их повышенную ломкость. Основной источник фтора — рыба, особенно морская. Цинк. Активатор многих ферментов, необходим в процессах образования хрящей и костной ткани. Участвует в усвоении и обмене железа, ускоряет заживление язв и ранений, положительно действует при лечении склероза. Цинк способствует выходу витамина А из печени, где он накапливается. При недостатке цинка витамин А не усваивается. Недо¬статок цинка вызывает задержку роста и снижение сопротивляемости. Недостатком цинка объясняются многие кожные заболевания, напри¬мер угревая сыпь, выпадение волос. Суточная потребность — 15-25 мг. Значительное количество цинка можно найти в пшеничных отрубях, зародышах пшеницы, семенах тыквы и подсолнечника, грибах, печени и некоторых рыбах. Кобальт. Входит в состав витамина В12, который необходим для нормальной работы костного мозга, недостаток вызывает анемию. Богатый источник витамина В12 — печень, несколько меньше его в мясе, молоке, яйцах и сыре.

Полисахариды — природные соединения гликозидного характера, в которые входят углеводы в самых различных сочетаниях. Наибольшее значение для медицины имеют полисахариды: крахмал, инулин, камеди, слизи, пектиновые вещества. Из нерастворимого полисахарида целлюлозы построены клеточные стенки растений. Полисахариды с менее длинными цепочками Сахаров в молекуле являются основными запасными питательными веществами клеток и откладываются растением про запас в плодах и подземных органах (крахмал и инулин). Слизи, также являющиеся полисахаридами, накапливаются в корнях (алтей), плодах (лен, айва, подорожник). Инулин. Полисахарид, который накапливается в клетках растений некоторых семейств, например сложноцветных и колокольчиковых, которые так же, как все остальные растения, накапливают крахмал. Оба углевода являются резервными источниками энергии, которые растение использует в неблагоприятных условиях, например зимой или при быстром весеннем росте. Разница между этими веществами заключается в том, что крахмал состоит из остатков углевода глюкозы, которую организм животных использует как один из основных источников энергии. Однако при сахарном диабете избыток глюкозы в пище противопоказан. В этом случае глюкозу можно безболезненно заменить близким к ней сахаром - фруктозой, которая не вредит организму диабетиков. Вот как раз инулин и состоит из остатков фруктозы. Растения с высоким содержанием инулина не только используются как сырье для получения фруктозы, но и сами по себе регулируют углеводный обмен в организме и рекомендуются в питании больных сахарным диабетом. Об остальных углеводах, а также жирах и белках можно прочитать в любой книге по рациональному питанию. Камеди. Это полисахариды, образующиеся в некоторых растениях как реакция на повреждение живой ткани. По химическому составу и действию близки к составу пектинов. Это вязкие растворы, застывающие в стекловидную массу, которая закупоривает поврежденные сосуды растения, покрывает защитным слоем поврежденное место и таким образом предохраняет растение от высыхания и проникновения инфекции и вредителей. Образование камеди можно наблюдать на сливах, вишнях и некоторых других растениях. Она применяется в медицине наравне с пектинами. Наиболее известная вам камедь — гуммиарабик, служащий для приготовления клея, а в медицине для получения эмульсий. Камеди бывают полностью растворимые (примером может служить гуммиарабик), малорастворимые, но сильно набухающие (камеди сливы, вишни) и нерастворимые в холодной воде, но частично растворимые при кипячении. Чаще всего они встречаются у растений жаркого климата, где играют защитную роль. Камедям тропических растений практически всегда сопутствуют смолы. В медицине камеди используются при изготовлении мазей, таблеток, пилюль. Большое значение они имеют в технике для изготовления лаков и красок. Пектины. Пектины представляют собой кислые полисахариды, в ос¬нове которых лежит галактуроновая кислота, к которой присоединяются молекулы Сахаров. Пектины накапливаются в клеточных стенках, соке, межклеточном веществе. При подкислении или в присутствии больших количеств сахарозы пектины образуют желеобразную массу. Их используют для приготовления мармелада, желе, повидла. Основными источниками пектина для промышленности являются яблоки, лимоны, сахарная свекла, корзинки подсолнечника. Нас же пектины интересуют как вещества, связывающие токсические продукты обмена веществ и тяжелые металлы, попадающие в организм извне. Кроме того, пектины оказывают легкое слабительное действие, механически раздражая стенки кишечника. Пектины в виде протопектина, т. е. молекул пектинов, связанных между собой поперечными связями, образуют первичные стенки молодых растительных клеток, создают опорные элементы растительных тканей. Пектины предохраняют растения от высыхания. Пектины особенно часто встречаются в плодах и молодых тканях растений. Протопектины нерастворимы в воде, но при созревании плодов они переходят в пектин, который в воде растворяется, поэтому зрелые плоды становятся мягкими. В присутствии сахаров и кислот пектин образует студни, но в водном растворе должно быть не менее 60% сахара, 1% кислоты и 0,5-1,5% пектинов. Желирующая способность пектинов используется в кулинарии для приготовления кондитерских изделий. Пектиновые вещества связывают и выводят из организма тяжелые металлы и радиоактивные изотопы, тормозят всасывание многих вредных веществ, образующихся при гнилостных процессах в кишечнике. Пектины выполняют санитарную функцию, охраняя наше здоровье. Слизи. Еще одной группой полисахаридов, интересующей медиков, являются слизи. Это вещества, образующие в воде вязкие растворы. Слизи образуются в результате перерождения живых клеток и тканей растения, это естественный биологический процесс, выгодный для растения. Слизи могут содержаться в клеточном соке, где их высокая влаго-емкость позволяет сохранять воду внутри клетки даже в сильную жару. Этим объясняется то, что у растений засушливых мест, таких, как знакомое всем алоэ или столетник, кактусы, молочаи, — слизистый сок. Слизи могут накапливаться в оболочках семян. Активно поглощая влагу из почвы и воздуха, они обеспечивают водой прорастающее семя или, как у подорожника, облегчают распространение семян. В подземных частях растения максимальное количество слизей накапливается в конце осени, они препятствуют замерзанию клеточного сока в корнях и корневищах и предохраняют растения от гибели при промерзании почвы. В медицине слизи используют как обволакивающее средство. Покрывая поврежденные слизистые оболочки или кожу тонким, но прочным слоем, они защищают поверхность раны от новых раздражителей, снимают боль, обеспечивают поврежденному месту покой, необходимый для заживления. Слизи используют также при ожогах едкими веществами, при отравлении некоторыми ядами. Слизи, как правило, замедляют всасывание содержимого желудка и кишечника, на чем и основывается применение их как противоядия. Большое количество так называемых слизистых растений применяется в качестве отхаркивающего средства при лечении кашля. Механизм их действия в этом случае пока не установлен, поскольку огромные молекулы слизей не проникают через стенки кишечника и не попадают непосредственно в дыхательные пути. Вероятно, действие оказывают какие-то продукты расщепления слизей в пищеварительном тракте. Незнание механизма действия не мешает медикам в течение тысячелетий применять некоторые растения, содержащие слизи. Слизи применяются как средство, изолирующее слизистые оболочки от раздражителя при желудочно-кишечных заболеваниях и заболеваниях верхних дыхательных путей. Слизи также используют для защиты кишечника и желудка от слишком сильного раздражающего действия некоторых лекарственных препаратов, при отравлениях едкими веществами.

Сапонины — сложные органические соединения гликозидного характера. От других гликозидов отличаются тем, что при встряхивании их водных растворов образуется пена, похожая на мыльную, за что их и назвали сапонинами от латинского слова заро (мыло). Сапонины очень широко распространены в природе. Достоверно они обнаружены в растениях 40 семейств, но чаще встречаются в растениях жаркого и сухого климата. Обычно сапонины накапливаются в корнях (синюха, аралия, солодка, женьшень) или в надземной части, особенно у семейства гвоздичных, которые даже носят соответствующие названия: мыльнянка, мыльный корень, собачье мыло. Некоторые сапонины обладают отхаркивающим действием, регулируют водно-солевой обмен, оказывают противовоспалительное действие. Сапонины женьшеня, аралии, элеутерококка оказывают стимулирующее действие на организм, помогают ему приспособиться к неблагоприятным условиям. При прямом попадании сапонинов в кровь они вызывают распад красных кровяных клеток (эритроцитов), кровь теряет способность поглощать кислород. На этом основано использование сапонинов некоторых растений для ловли рыбы, у которой под их влиянием перестают функционировать жабры, и рыба гибнет.

Сердечные гликозиды — как видно по названию, вещества гликозидного характера, действующие на сердечную мышцу. Это единственная группа лекарственных веществ, не имеющая заменителей химического происхождения, и все лекарства этой группы вырабатываются только из растений. Как и алкалоиды, они не встречаются по одиночке, хотя их намного меньше. Всего известно 400 сердечных гликозидов, все они имеют близкое химическое строение. Содержание их в растениях очень непостоянно, и даже урожай с одного и того же куста может в разные годы иметь разную активность, в зависимости от освещенности, тепла и других факторов. Количественная оценка их содержания до сих пор проводится биологическим путем, особенно в тех случаях, когда мы имеем дело не с отдельным химически чистым веществом, а с извлечением из растений. Настойки и экстракты разной активности обычно смешивают так, чтобы довести ее до стандартной. Поэтому самостоятельный прием и изготовление настоев, отваров и прочих извлечений из таких растений может быть весьма опасен. Целый ряд сердечных гликозидов способны накапливаться в организме, и бесконтрольный прием даже малых доз все равно со временем приводит к отравлению.

Смолы — это густые жидкости с характерным запахом, липкие на ощупь. Разновидностью смол являются бальзамы. Смолы накапливаются в растениях в специальных образованиях. Они также выделяются при повреждениях растений. Особенно богаты смолами и бальзамами тро пические виды растений. У нас они в основном встречаются у хвойны: растений, а также в почках березы и тополя, траве зверобоя, плода: можжевельника. По химическому составу и действию смолы близк! к эфирным маслам и часто встречаются вместе с ними.

Фитонциды - это биологически активные вещества, убивающе другие организмы или подавляющие их рост и развитие. Хотя к этим ор ганизмам относятся главным образом микробы, растения могут действо вать и на более крупных животных. Фитонциды играют важную рол! в иммунной системе растений и во взаимоотношениях организме! в растительных и животных сообществах. Обычно вредители и болезш данного вида растений приспосабливаются к его фитонцидам, но гибну от фитонцидов других видов растений, на чем и основан метод защить растений путем совместной посадки. По химической природе фитонциды разнообразны, это гликозиды эфирные масла, состав многих из них еще не исследован. Большинстве фитонцидов обладают летучестью и действуют на довольно значитель ном расстоянии от растения. Препараты, содержащие фитонциды лука чеснока, хрена и других растений, применяют в медицине.

Флавониды - очень распространенная группа природных соеди нений, чаще всего гликозидного характера, они обеспечивают желтую красную, оранжевую окраску плодов и корней. Помимо флавоноидов та кую же окраску дает присутствие каротина -- провитамина А и некото рых других веществ. Флавоноиды накапливаются в различных органа) растений, встречаясь почти во всех, но больше всего их обнаруженс в корнях солодки и стальника, траве пустырника и спорыша, цветках бессмертника, плодах боярышника. Флавоноиды имеют очень разнообразное действие: желудочное, бактерицидное, стимулирующее сердце, спазмолитическое. Чрезвычайно важно то, что некоторые флавоноидь уменьшают проницаемость и ломкость самых мелких сосудов — капилляров. Особенно сильно они действуют в сочетании с аскорбиновой кислотой. Большая группа флавоноидных соединений обладает противолучевым, радиозащитным и даже противоопухолевым действием. Флавоноиды практически безвредны, усиливают действие многих других лекарственных веществ.

Эфирные масла - это смесь очень сложного характера, состоящая из летучих веществ. Большая часть этих веществ относится к группе тер-пеноидов. Свое название они получили потому, что имеют маслянистую консистенцию. От настоящих масел помимо химического состава отличаются тем, что способны испаряться, не оставляя жирного следа на бумаге, — «выдыхаться». Эфирные масла имеют зависящий от их состава запах, характерный почти для каждого растения. Они очень широко распространены в природе. Растений, содержащих в том или ином количестве эфирные масла, известно около 3000. Эфирные масла накапливаются в растениях в специальных образованиях - - желёзках на поверхности растений или вместилищах внутри них. Вместилища хорошо заметны на кожуре лимона и апельсина, где они выглядят как светлые точки. Желёзки обычно невооруженным глазом не видны, но иногда их можно заметить, например у календулы железистые волоски видно про¬тив света даже без лупы. Особенно богаты эфирными маслами цветки розы и ромашки, листья мяты, трава таких растений, как душица и полынь, плоды фенхеля, аниса, корни валерианы. Поскольку эфирные масла — это смеси различных веществ, их лечебное действие также очень разнообразно. Они часто применяются как противовоспалительное, антимикробное, противовирусное и противоглистное средства. Некоторые эфирные масла обладают отхаркивающим, успокаивающим действием, возбуждают дыхание. Действие эфирных масел на желудочно-кишечный тракт объясняет их использование в медицине и кулинарии как средств, возбуждающих аппетит и улучшающих функции желудочно-кишечного тракта, и для улучшения вкуса не только пищи, но и лекарств. Некоторые эфирные масла действуют на сердечно-сосудистую систему, расширяют сосуды сердца. И одно из самых древних применений эфирных масел и растений, их содержащих, — парфюмерия и косметика.

cru-666.ucoz.com

Влияние химических элементов на рост и развитие растений

Минеральные элементы играют большую роль в обмене веществ растений, а также коллоидно-химических свойств цитоплазмы. Нормальное развитие, рост и физиологические процессы не могут быть без минеральных элементов. Они могут играть роль структурных компонентов растительных тканей, катализаторов различных реакций, регуляторов осмотического давления, компонентов буферных систем и регуляторов проницаемости мембран.

Некоторые элементы, в том числе железо, медь и цинк, требуются в очень небольших количествах, но они необходимы, поскольку входят в состав простетических групп или коферментов определенных ферментных систем.

Другие элементы, такие, как марганец и магний, функционируют в качестве активаторов или ингибиторов ферментных систем.

Некоторые элементы, например бор, медь и цинк, необходимые для функционирования ферментов в незначительных количествах, в более высоких концентрациях очень ядовиты. Медь – входит в состав окислительных ферментов полифенолоксидазы и аскорбиноксидазы. Железо – входит в состав цитохромов и ферментов каталазы и пероксидазы. Марганец — стимулирует дыхание растений, окислительно-восстановительные процессы, фотосинтез, образование и передвижение сахаров. Основная его функция, заключается в активации ферментных систем. Кроме того, он влияет на доступность железа. Среднее содержание марганца в растениях равно 0,001%.

Избыток или недостаток макро или микроэлементов отрицательно сказывается на растениях. Высокая концентрация элементов вызывает коагуляцию коллоидов плазмы и её отмирание.

В настоящее время загрязнение окружающей среды, в том числе и тяжелыми металлами, возрастает с каждым годом, что оказывает негативное воздействие на почвы и растения и представляет угрозу для здоровья человека.

Избыточное поступление тяжелых металлов в организмы нарушает процессы метаболизма, тормозит рост и развитие, ведет к снижению продуктивности сельскохозяйственных культур.

Наибольшую опасность представляют те металлы, которые при нормальных условиях необходимы растениям как микроэлементы, К ним в первую очередь относятся цинк, медь, марганец, кобальт и другие. Накапливаясь в растениях вызывают отрицательные эффекты. При избытке меди у растений наступает хлороз и некроз молодых листьев, жилки остаются зелёными, железа прекращается рост корневой системы и всего растения. Листья при этом принимают более темный оттенок. Если же в силу каких-либо причин избыток железа оказался очень сильным, то листья начинают отмирать и осыпаться без всяких видимых изменений. Нефтепродукты нарушают проницаемость мембран, блокируют действие ряда ферментов, негативно действуют на растения, снижают урожайность и сроки созревания плодов.

 

Отрывок статьи из исследовательской работы отсюда

ogorodnikoff.omne.ru

Химические элементы почв

 

 

В почвах содержатся практически все элементы Периодической системы Д.И. Менделеева. Минеральная часть почвы в значительной степени обусловлена химическим составом почвообразующих горных пород и в большинстве почв составляет 80-90% от массы почвы.

Органические вещества накапливаются в почве в результате жизни растительных и животных организмов. При взаимодействии минеральных и органических веществ формируется сложный комплекс органо-минеральных соединений в почвах.

В почвах химические элементы находятся в составе минералов, органических и органо-минеральных соединений твердой фазы, в почвенных растворах и газообразной фазе. Растения поглощают  почти все химические элементы почв. Установлено, что для питания растений необходимы следующие элементы: С, Н, О, N, Р, S, К, Са, Mg, Fe, Mn, Cu, Na, Zn, Mo, B, Cl, Si, Co, J. Однако не все элементы пропорционально их содержанию в почвах идут на построение тканей растений.

Три элемента: С, Н и О  относят к органогенным, поскольку материал растений составлен в среднем на 45% из атомов углерода, на 42% - из атомов кислорода, на  6,5% – из водорода и на 1,5% из азота. Их сумма составляет  ~95% от сухой массы тканей растений. Остальные 16 химических элементов (5%) относят к зольным элементам. Они названы так потому, что составляют зольную часть растений.

Зольные элементы, содержание которых в растениях составляют менее  0,001% масс. на сухую массу тканей (B, Cu, Mg, Zn, Mo) называют микроэлементами. Они участвуют в ферментативных реакциях при обмене веществ в растениях.

Химический состав почв определяется составом горных пород литосферы, поэтому различные типы почв отличаются содержанием химических элементов (табл. 1). Образующиеся почвы наследуют химический состав почвообразующих пород, но в зависимости от типа почвообразования происходят значительные изменения в содержании и распределении по профилю почвы различных химических элементов. В зависимости от сочетания факторов почвообразования тип почвы приобретает характерную дифференциацию на горизонты с определенным химическим составом. Например, в дерново-подзолистых почвах верхние горизонты обогащены кремнеземом, который трудно поддается разрушению и вымыванию, а окиси алюминия и железа в кислой среде более лабильны и вымываются в нижние горизонты почвенного профиля. Для всех почв характерно накопление органических веществ в верхних горизонтах и накопление в них важных элементов питания микроорганизмов и растений.

По содержанию щелочных и щелочноземельных оснований почвообразующие породы делят на засоленные, карбонатные и выщелоченные.

В выщелоченных породах содержание окисей кальция, калия, магния, натрия составляет 1– 3% каждого. Карбонатные породы содержат до 15– 20% карбоната кальция (СаСО3). В засоленных породах много сульфатов и хлоридов кальция, магния и натрия. Содержание химических элементов в почвах варьирует в течение вегетационного периода в связи с изменением влажности, температуры, концентрации СО2 в почве, биологической активности почв.

Нужно понимать, что химический состав природных почв определяется процессами выветривания горных пород при отложении и процессами почвообразования в конкретных условиях. А в процессах почвообразования участвуют растения и множество живых организмов. Поэтому содержание углерода в почве, по сравнению  с литосферой в ~20 раз больше, а азота –  в ~10 раз, поскольку эти элементы усваиваются живыми организмами из атмосферы и накапливаются в почвах.

Таблица 1. Содержание (% масс.) химических элементов в литосфере и почвах (по А.П. Виноградову)

Элемент

В литосфере

В почве

Элемент

В литосфере

В почве

O

47,2

49,0

Mg

2,10

0,63

Si

27,6

33,0

C

0,10

2,00

Al

8,8

7,13

S

0,09

0,085

Fe

5,1

3,80

P

0,045

0,08

Ca

3,6

1,37

Cl

0,08

0,01

Na

2,64

0,63

Mn

0,09

0,085

K

2,60

1,36

N

0,01

0,1

Химические элементы растения из почв извлекают избирательно путем физико-химической адсорбции на внешней поверхности корней или в результате ионного обмена.

Запасы химических элементов питания для растений в почвах значительны и исчисляются для некоторых почв десятками и сотнями тонн на 1 га. Но большинство химических элементов находятся в труднодоступной форме для растений. Например, оксиды  и гидроксиды железа (Fe2O3, Fe(OН)3 )гидроксилапатит кальция, трехзамещенный фосфат кальция – Са3(РО4)2. Основная часть калия в почве входит в состав кристаллической решетки первичных и вторичных минералов также в малодоступной для растений форме.

Химические элементы, входящие в состав органических веществ почвы, становятся доступными для растений после минерализации. Азот, фосфор и зольные элементы поглощаются растениями из почвенного раствора и твердой фазы почвы в основном в ионной форме (NН4-, NO3-, HPO42-, h3PO4-, Са2+, К+, Fe2+ и др.).



biofile.ru


Sad4-Karpinsk | Все права защищены © 2018 | Карта сайта