Минеральные вещества в растениях. Минеральные питательные вещества в растениях

Детский сад № 4 "Золотая рыбка"

город Карпинск Свердловской области

 

Минеральные вещества: определение, значение. Минеральные вещества в растениях


Минеральные вещества: определение, значение

Минеральные вещества представляют собой важные пищевые элементы, которые поступают в организм человека с продуктами питания. Они входят в состав веществ, которые составляют живую протоплазму клеток, где в качестве основного компонента выступает белок.

Значимость для жизнедеятельности

Минеральные вещества присутствуют в составе межтканевых и межклеточных жидкостей, придавая им определенные осмотические свойства. Есть они и в костях скелета, опорных тканях, где создают им особую прочность.

Минеральные вещества есть в составе эндокринных желез:

  • йод содержится в щитовидной железе;
  • цинк присутствует в половых железах.

Ионы фосфора, железа принимают участие в передаче нервных импульсов, которые обеспечивают свертываемость крови.

минеральные вещества в почве

Важность для детей

Существенное значение имеют минеральные вещества для детей. Повышенная потребность растущего организма в таких элементах объясняется тем, что развитие связано с увеличением массы клеток, процессом минерализации скелета, что возможно только при систематическом поступлении их в детский организм.

Значение минеральных веществ очевидно, поэтому так важно, чтобы при питании детей использовались продукты, содержащие микро и макроэлементы.

Макроэлементы в продуктах присутствуют в существенных количествах: десятках и сотнях мг %. Среди них выделяют: кальций, фосфор, натрий, калий, магний.

Микроэлементы в пищевых продуктах содержатся в незначительных количествах: железо, медь, кобальт, цинк, фтор.

определите минеральное вещество

Значимость кальция

Этот химический элемент является постоянной составной частью крови. Именно это минеральное вещества в питании нужно для процессов деятельности и роста клеток, регуляции проницаемости их мембран, передачи нервных импульсов. Кальций необходим для контроля активности ферментов, мышечных сокращений.

Он выступает основным структурным элементом при формировании костей скелета. Потребность в кальции высока у детей, в организмах которых происходят костеобразовательные процессы, а также у беременных женщин, кормящих матерей.

В случае длительного недостатка кальция в пище появляются нарушения в костеобразовании, у детей развивается рахит, у взрослых появляется остеомаляция.

Недостаточное содержание минеральных веществ вызывает появление множества проблем не только физического, но и психологического плана.

Кальций считают сложно усвояемым элементом. Это зависит от его соотношения с иными компонентами пищи, например, с магнием, фосфором, жиром, белком.

Среди тех продуктов питания, в которых он присутствует в существенном количестве, выделяют: ржаной и пшеничный хлеб, овсяную, гречневую крупу.

При избытке в пище жира снижается всасывание кальция, так как образуется существенное количество его соединений с жирными кислотами.

В подобных ситуациях желчных кислот не хватает для превращения кальциевых мыл в растворимые комплексные соединения, в результате чего они не усваиваются, выделяются вместе с калом. Благоприятным считается соотношение жиров с кальцием из расчета: 10 мг на 1 г жира.

Негативно на этот процесс воздействует и избыточное количество магния в рационе питания. Соли этого щелочноземельного металла также нуждаются в желчных кислотах, поэтому снижается усвоение кальция. Щавелевая кислота, содержащаяся в шпинате, щавеле, какао, ревене, также негативно отражается на усвоении кальция организмом человека.

Максимальное количество этого важного элемента человек получает из молока и молочных продуктов. Также он содержится в фасоли, петрушке, зеленом луке. Отличным источником кальция является костная мука, которую вполне можно добавлять в мучные изделия и каши. Существенна потребность в кальции у больных, имеющих травмы костей. При недостатке его, человеческий организм восстанавливается гораздо дольше.

определите минеральное вещество

Значимость фосфора

К минеральным веществам относятся соединения, в составе которых есть этот неметалл. Именно фосфор – тот компонент, который входит в структуру важных органических веществ: нуклеиновых кислот, ферментов, он нужен для формирования АТФ. В организме человека большая часть этого элемента находится в костной ткани, а около десяти процентов его присутствует в мышечной ткани.

Суточная потребность в нем организма составляет 1200 мг. Увеличивается потребность в элементе в случае недостаточного поступления с пищей белка, а также при существенном повышении физических нагрузок.

В продуктах питания, имеющих растительное происхождение, фосфор содержится в виде солей, а также разных производных ортофосфорной кислоты, например, в форме фитина. Это подтверждает важность и значимость содержания в воде фосфора в виде ионов.

минералы в воде

Железо – важнейший микроэлемент

Продолжим разговор о том, почему так важны минеральные вещества. Соли железа требуются организму для биосинтеза веществ, полноценного дыхания, кроветворения. Железо принимает участие в окислительно-восстановительных и иммунобиологических реакциях. Оно есть в составе цитоплазмы, некоторых ферментов, клеточных ядер.

Переизбыток железа оказывает токсическое воздействие на селезенку, печень, головной мозг, приводит к воспалительным процессам в человеческом организме.

В случае алкогольной интоксикации происходит накапливание железа, результатом чего будет дефицит цинка и меди.

Несмотря на то, что оно есть в различных продуктах питания, в легкоусвояемой форме железо присутствует только в печени, мясных продуктах, яичном желтке.

содержание воде минералов

Предназначение цинка

Недостаток этого микроэлемента способствует снижению аппетита, появлению анемии, ослаблению остроты зрения, выпадению волос, появлению многочисленных аллергических болезней и дерматита. В итоге у человека развиваются длительные и частые простудные заболевания, а у мальчиков наблюдается торможение полового развития. Данный элемент содержится в сухих сливках, твердых сырах, кукурузе, луке, рисе, чернике, грибах. Только при достаточном содержании данного элемента в воде, пище, можно рассчитывать на полноценное физиологическое развитие подрастающего поколения.

Ультра микроэлементы: селен

Минеральные вещества в почве, пище, содержащей этот элемент, способствуют повышению иммунитета. При недостатке селена увеличивается количество воспалительных заболеваний, развивается атеросклероз, кардиопатия, появляются болезни ногтей и волос, развивается катаракта, тормозится развитие и рост, появляются проблемы с репродуктивной функцией. Данный элемент защищает организм от рака простаты, желудка, молочной железы, толстого кишечника.

К примеру, дефицит селена наблюдается в Ленинградской, Архангельской, Ярославской, Ивановской, Костромской областях, Карелии.

основной состав

Медь

Недостаток содержания минеральных веществ в воде, пище, например, меди, приводит к ухудшению состояния соединительной ткани, нарушениям менструального цикла у женщин, аллергодерматозам, кардиопатиям.

При повышенном ее содержании в организме появляются хронические и острые воспалительные заболевания, развивается бронхиальная астма, появляются заболевания почек, печени, формируются злокачественные новообразования. При хронической интоксикации организма медью, у человека появляются функциональные расстройства нервной системы.

Дефицит йода

Если данное минеральное вещество в почве, воде, присутствует в недостаточном количестве, это способствует сбою работы щитовидной железы. Йод оказывает существенное влияние на нервную систему, отвечает за нормальность энергетического обмена, репродуктивное здоровье, воздействует на физическое и умственное развитие ребенка.

В организм йод поступает через пищеварительный тракт, а также с воздухом через легкие. В неорганической форме он с током крови попадает в щитовидную железу, захватывается активными белками, превращается в часть гормона-тироксина. За сутки в кровь поступает порядка 300 мг такого йодида. Недостаток его в воде, продуктах питания вызывает кретинизм, неврологические нарушения, умственную отсталость. При хроническом недостатке йода в организме человека развивается эндемический зоб.

Такие проблемы характерны для жителей северных регионов, в рационе питания которых в недостаточном количестве присутствуют морские продукты.

Такие нарушения выявлены у 1,5 миллиардов жителей нашей планеты. В качестве универсального средства профилактики допускается применение йодированной поваренной соли в количестве 5-10 г в сутки. Например, для детей и подростков отличным вариантом профилактики дефицита йода доктора считают ежедневное употребление столовой ложки сухой ламинарии.

В продуктах растительного происхождения часть важных соединений удаляется вместе с отходами. Чистка овощей, тепловая обработка, приводит к потере 10-20 % минеральных веществ.

Организм человека- это биохимическая сложная лаборатория, где систематически осуществляются обменные процессы. Именно они обеспечивают нормальное функционирование живого организма, нужны для построения костных тканей, регулирования водно-солевого обмена, поддержания в клетках внутреннего давления. Без минеральных веществ невозможно функционирование пищеварительной, сердечно-сосудистой, нервной системы.

к минеральным веществам относятся

Важные факты

Определить минеральное вещество, которое больше всего необходимо организму человеку невозможно, так как при нехватке одного минерала, происходит полный сбой обмена веществ, появляются многочисленные болезни.

Без присутствия в достаточном количестве катионов железа, марганца, меди, марганца, никеля, кальция, не работают гормоны, ферменты, витамины. Это приводит к нарушению полноценного обмена веществ, снижению иммунитета.

Причины дисбаланса

Длительный недостаток или избыток минеральных веществ – серьезная опасность для человека. Основные причины подобных нарушений:

  • Однообразие питания, использование в рационе отдельных продуктов, в которых в незначительном количестве есть минеральные компоненты.
  • Специфика минерального состава продуктов, связанная с химическим содержимым воды, почвы в некоторых географических районов. Избыток либо недостаток минеральных солей приводит к появлению конкретных болезней.
  • Несбалансированность питания, недостаточное содержание в пище жиров, углеводов, белков, витаминов снижает усвоение кальция, магния, фосфора.
  • Нарушение кулинарной обработки пищевых продуктов.
  • Неправильное размораживание рыбы и мяса сопровождаются полной потерей минеральных веществ.
  • Длительное вываривание овощей приводит к тому, что почти 30 процентов минеральных солей превращается в отвар.

Заключение

Не только вода, но и почва является кладовой минеральных веществ. Значительное количество разнообразных солей встречается в земных недрах. В результате естественной коррозии они попадают в воду в виде катионов и анионов. Именно вода играет важную роль в организации основных процессов внутри живого организма. При недостаточном содержании в ней основных микро, макроэлементов, она перестает в полной мере выполнять свои основные функции, что негативно отражается на здоровье индивида.

fb.ru

Минеральные питательные вещества в растениях » DataLife Engine

Какую роль играют минералы и питательные вещества в растениях?

растения используют минералы и другие питательные вещества чтобы иметь возможность расти, поддерживать и производить фрукты и семена должным образом. Каждое из этих питательных веществ, как мы увидим в этой статье, имеет определенную функцию в растении.

Минералы растений

Каждый минерал выполняет определенную функцию на растении, и его дефицит или избыток могут вызывать признаки в листьях, стеблем или здоровью растения:

ТАБЛИЦА ПИТАТЕЛЬОВ НА РАСТЕНИЯХ

Неминеральные питательные вещества

Минеральные питательные вещества

Водород (H)Кислород (O)Углерод (C)

макроэлементы

микроэлементы

первичный Азот (N)Фосфор (P)Калий (K)

вторичныйКальций (Ca)Магний (Mg)Сера (S)

Железо (Вера)Медь (Cu)Цинк (Zn)Хлор (Cl)Марганец (Mn)Молибден (Mo)Боро (B)

Функция неминеральных питательных веществ

Неминеральными питательными веществами являются углерод, кислород и водород, Это компоненты, которые являются частью его структуры, либо в виде воды (h3O), либо в виде целлюлозы (полисахариды, образованные цепями углерода, водорода и кислорода).

Когда структура содержит углеводородные цепи (в дополнение к любому другому элементу), она считается органической. Когда он не содержит углерода (например, воду), он считается неорганическим. Таким образом, неминеральные питательные вещества присутствуют в органической и неорганической форме в растениях (и во всей природе), являясь частью различных структур. Ниже приведены его свойства:

Вода состоит из неминеральных питательных веществ (водорода и кислорода) и является важным компонентом для жизни растений.

Функции водорода в растениях

водород (H) растений в основном является составной частью вода, Вода является важным компонентом химической реакции фотосинтеза.

Он также представляет собой необходимые средства Таким образом, они могут растворять химические элементы почвы, которые растения должны использовать для создания их тканей.

Водород через так называемые водородные мосты также служит присоединиться к различным волокнам (целлюлоза), которые составляют клеточную стенку.

Функции кислорода в растениях

Растениям нужен кислород (O) для клеточного дыхания. Кислород также содержится в составе воды (h3O), и он взят растениями в процессе фотосинтеза.

Функции углерода в растениях

углерод (C) Он является составным элементом различных веществ, необходимых для жизни растений, таких как углеводы (например, волокна, крахмалы и сахара), липиды, белки (и, следовательно, ферменты, гормоны и т. Д.).

Углерод растений происходит от двуокиси углерода растворенного в атмосфере посредством фотосинтеза. Другая очень маленькая пропорция может исходить из бикарбонат растворенных в почвенной воде, которые растения поглощают через их корни.

Функция минеральных макроэлементов

Среди минеральных питательных веществ растений мы имеем следующее (обзор картины начала):

  • Первичные минеральные макроэлементы: Это те растения, которые имеют более высокую долю и используют более обильно, и те, которые обычно обычно отсутствуют в почве при выращивании растений: азот (N), Фосфор (P), Калий (K),

  • Вторичные минеральные макроэлементы: Обычно их обычно не хватает в почве, хотя они находятся в равных или немного меньших количествах, чем первичные минеральные макроэлементы: кальций (Ca), магний (Mg), Сера (S)

  • Минеральные микроэлементы: Железо (Fe), медь (Cu), цинк (Zn), хлор (Cl), марганец (Mn), молибден (Mo), бор (B)

Функции азота в растениях

азот (N) он является необходимым элементом любой живой клетки, поскольку он является частью белков. В дополнение к быть частью структур в клетках азот необходим для синтез и передача энергии поскольку он представляет собой многочисленные ферменты и гормоны.

Наряду с магнием азот является частью пигмента хлорофилл, поэтому он отвечает за появление растений в зеленый цвет, что листья растут и что они производят правильные фрукты и семена.

Выращивание фасоли. Овощи удобряют землю азотом, потому что в корнях у них есть бактерии, способные фиксировать атмосферный азот в почве. Не разорвать корни этих растений, когда они закончат свое возделывание: хоронить их в почве, чтобы оплодотворить их.

Как растения получают азот?

Азот растворяется в атмосфере и в почве в органической и неорганической форме. Большинство азота, которое обладает растениями, поступает из удобрения или удобрения с которыми фермеры обогащают почву. Компот богат азотом, в дополнение к другим элементам, поскольку в экскрементах животных содержится азот.

Меньшая доля азота, которую растения получают из азот, который бобовые берут с воздуха и фиксируют в земле, Действительно, бобовые растения, такие как бобы или бобы, имеют возможность исправить неорганический азот из атмосферы, превратить его и зафиксировать в почве, естественно заплатить землю, Это возможно благодаря наличию микроорганизмов в их корнях, которые являются азотфиксирующие бактерии (Диазотрофы). Некоторые методы ведения сельского хозяйства используют это природное свойство бобовых для улучшения состава почвы при их использовании при севооборотах.

Небольшая доля азота, который есть у растений, - это та, которая включает в себя землю оросительной водой или дождем.

Как земля удобряется азотом?

Азот очень необходим для роста растений и стал одним из удобрений, превосходящим большинство культур. Когда дело доходит до включения азота в почву, оно должно учитывать то, что является правильным количеством. избыточный азот приводит к увеличению зеленой части растения, но может задержка и снижение производства фруктов.

Фосфор функционирует на заводе

фосфор (P), подобно азоту, также вмешивается в фотосинтез, помогая превращать солнечную энергию в химическую энергию. Энергия, которую растения получают от фотосинтеза, хранится в виде фосфатных соединений, которые позже будут использоваться растением для выращивания и размножения.

фосфор позволяет правильное созревание растения, способствует росту и способствует образованию корней и цветов поскольку он вмешивается в деление клеток и удлинение.

Фосфор также повышает устойчивость растений при низких температурах и делает их более устойчивы к болезням.

Где растения получают фосфор?

Основными источниками фосфатов являются природные фосфатные отложения, которые подвергаются ряду промышленных процессов, которые превращают их в суперфосфаты, которые составляют основу фосфатные удобрения.

Функции калия в растениях

калий (K) это питательное вещество, которое растения поглощают в большем количестве после азота или, реже, кальция. Он растворяется в форме катиона K +.

Правильный запас калия помогает увеличить фотосинтез так как при более высоких уровнях содержания калия поглощение углекислого газа (СО2) возрастает. Калий также вмешивается в образование сахаров (Следовательно, многие растения с резервными корнями, богатыми крахмалами, такими как картофель, свекла или сладкий картофель, потребляют очень большое количество калия - и на уровне питания они также очень богаты этим минералом).

Калий необходим для образования сахаров в растениях, поэтому клубни, такие как картофель или свекла, требуют столько калия (и на уровне питания они также очень богаты этим минералом).

Аналогично, калий также важен в транспортировка питательных веществ, Например, достаточный уровень калия позволяет переносить крахмал в резервные органы.

Участие в росте растений за его способность активировать ферменты, которые являются катализаторами многих химических реакций, необходимых для развития растения.

Также необходим калий для поглощения воды корнями и для потоотделения растений, Этот последний аспект осуществляется путем контроля открытия устьиц листьев, что Это позволяет экономить воду.

Калий тесно связан с азотом, поэтому оба они необходимы так что образуются белки, Соответствующий уровень калия определяет, что растение более устойчив к болезням, способствует цветению и повышает его устойчивость.

калийные удобрения они обогащают фрукты белками и, следовательно, увеличивают свою плотность и улучшают ее более приятный внешний вид. Они также дольше сопротивляются растению.

Растительные удобрения, продаваемые в садовых магазинах, часто содержат макроэлементы, такие как калий, азот и фосфор.

Функции кальция в растениях

кальций (Ca) он является частью клеточной структуры растений. Растения накапливают его в виде ионов Са2 +, главным образом в листьях. Он появляется на стенках ячеек, к которым обеспечивает проницаемость и целостность, или в вакуолях в виде оксалаты, Это способствует транспортировке полезных ископаемых, а также их сохранению.

Он также вмешивается в образование белков и способствует росту семян и созреванию плодов, Он обеспечивает энергичность, предотвращающую преждевременное старение растений.

Крайне важно противодействовать воздействию щелочных и органических кислот. Основными источниками кальция являются гипс, известь и суперфосфаты.

Функции магния в растениях

магний (Mg) Он является частью пигмента хлорофилла, поэтому он необходим для фотосинтеза. Участвовал в росте растений через гормональная активация.

Откуда растения получают магний?

Магний растений происходит от минералов почвы, органического вещества и удобрений, добавленных к культурам.

Функции магния в растениях

сера (S) Для образования белков необходимо вместе с фосфором и азотом. Это помогает образованию хлорофилла и развитию витаминов и ферментов. Растения поглощают его из почвы в виде сульфат-ионов SO4.

Сера способствует формирование корней и производство семян, заставьте растения более устойчив к холоду и что они могут стать сильнее.

Сера производится особенно важно на некоторых растениях, которые потребляют его в очень больших количествах, таких как бобовые в целом, капуста, брокколи, репа и другие крестоцветы, лук или чеснок.

Откуда растения получают серу?

Сера из растений может продолжаться из атмосферы и включается в почву через дождь, Точно так же он поступает из гумуса в виде органической серы, которая минерализует бактерии, так что она может поглощаться растением.

Высокое количество получается из калийных удобрений (N-P-K). В меньших количествах он исходит из навоз или оросительная вода, В почву может быть добавлена ??чистая сера, которая трансформируется бактериями.

Роль минеральных микроэлементов

В отличие от макроэлементов, растения нуждаются в очень малых количествах так называемых микроэлементов, Так, например, растения извлекают в среднем только 500 г железа на гектар и только очень небольшое количество 10 г молибдена на одну и ту же поверхность.

Несмотря на необходимость таких небольших количеств, по сравнению с макроэлементами, микронутриенты также необходимы для развития и здоровья овощей, Основными функциями каждого из них являются:

  • Функции железа в растениях (Fe): Железо имеет важное значение для образования хлорофилла. Железо в растениях происходит из почвы и от применения удобрений (сульфат железа и хелаты).

  • Функции меди в растениях (Cu) : Медь очень важна для роста растений. Медь активирует определенные ферменты и является частью процесса образования хлорофилла. Он помогает в метаболизме корней и заставляет растения лучше использовать белки.

  • Функции цинка в растениях (Zn): Цинк участвует в образовании ауксинов, группы растительных гормонов, которые контролируют рост растений. Это также необходимо для превращения углеводов.

  • Функции хлора в растениях (Cl): Хлор вмешивается в метаболизм растений. Хлор из растений поступает из почвы.

  • Функции марганца в растениях (Mn): Он вмешивается в образование хлорофилла. Он участвует в ферментативном процессе, связанном с метаболизмом азота и разложением углеводов. Марганец растений поступает из почвы.

  • Функции молибдена в растениях (Mo): Для бобовых необходимо зафиксировать атмосферный азот. Молибден поступает из почвы.

  • Функции бора в растениях (Mo): Это способствует образованию углеводов и имеет важное значение для развития семян и фруктов. Бор из растений поступает из органического вещества и буры (борат натрия или тетраборат натрия)

1 Передвижение воды и питательных веществ в растении

2 Передвижение питательных веществ по стеблю

Полезные ископаемые Важность полезных ископаемых для здоровья полезные ископаемые Они естественным образом присутствуют в пище и необходимы для правильного функционирования организма. Они являются частью ферментов, ответственных за детоксикацию организма, для

Дефицит питательных веществ Что такое дефицит питательных веществ в растениях? Растениям нужны правильные питательные вещества в требуемом соотношении жить в хороших условиях. Все необходимые питательные вещества необходимы, поэтому растения должны регулярно оплачиваться,

Питательные вещества из растений Почему мы должны есть растительные продукты? Выбор растений в качестве основы для выбора продуктов питания форма естественного питания, которая обеспечит здоровье и благополучие и предотвратит появление многих заболеваний. Может ли питание на основе

Питательные вещества в растениях Каковы питательные вещества растений? Мы называем питательные вещества к тем химическим элементам, которые растения должны иметь возможность выращивать, поддерживать и производить фрукты и семена. Эти элементы получают из воздуха, почвы и поливной

kislovodsk-info.ru

Минеральные вещества

Google

Пользовательского поиска

Минеральные вещества

Пища человека должна содержать в виде минеральных солей примерно 15 химических элементов, являющихся важными компонентами питания. Поскольку соли непрерывно выводятся из организма с потом, мочой и экскрементами, постоянное по полнение их запасов для организма крайне необходимо. Обычная животная и растительная пища содержит достаточное количество минеральных солей.

Питание продуктами, лишенными минеральных веществ, приводит животных к смерти быстрее, чем полное голодание. В последнем случае из организма прекращается выведение солей с продуктами обмена углеводов, жиров и белков.

Минеральные соли, содержащиеся в растениях, и входящие в них элементы играют важную роль в обмене веществ, образовании ферментов, гормонов и кроветворении. Они существенно влияют на деятельность сердца, возбудимость нервной системы и мышц, входят в состав костей скелета.

Хлористый натрий (поваренная соль) состоит из элементов, играющих главную роль в поддержании осмотического баланса организма. Хлор и натрий входят в состав желудочного и кишечного соков, секрета поджелудочной железы. Избыток соли в пище способствует поддержанию отеков и воспалительных процессов, повышению кровяного давления, неблагоприятно сказывается на болезнях кожи и др. Поэтому в некоторых случаях больным назначают диету с ограниченным содержанием соли.

Калий участвует в обмене натрия и кальция. Он необходим для мышечных сокращений и действия многих ферментов. Калий обладает диуретическим действием. Его используют при сердечно-сосудистой недостаточности. В сутки человеку необходимо получать около 3 г калия. Хорошими источниками его служат овощи и фрукты, особенно сухофрукты (урюк, изюм и др.).

Магний активизирует фосфорный обмен, способствует снижению повышенного кровяного давления, участвует в выведении холестерина из кишечника. Суточная потребность в магнии у взрослого человека составляет около 0,3—0,5 г. Хорошими источниками магния являются богатые клетчаткой овощи и фрукты, а также хлеб грубого помола.

Фосфор — один из главных строительных материалов для костей и зубов. Много его в поперечно-полосатой мускулатуре, где он находится в составе органических соединений, которые обеспечивают энергетические затраты мышц. Фосфор входит в состав ряда ферментов, участвующих в жизнедеятельности внутренних органов и мозга. Потребность взрослого человека в фосфоре исчисляется 1,5—2 г в сутки. Покрывается она разнообразными продуктами: мясными, рыбными, молочными, овощными. Много фосфора в орехах, зелени, фасоли, горохе.

Кальций — основной материал для построения скелета и зубов. Этот элемент играет большую роль в регулировании про¬ницаемости клеточных мембран, оказывая действие, противо¬положное калию и натрию. Кальций участвует в механизме свертывания крови, деятельности некоторых ферментов, влияет на возбудимость периферической нервной системы. Суточная потребность в кальции для взрослого человека равна примерно 1 г. Количество кальция в пище имеет существенное значение в лечебном питании при отеках, аллергических состояниях и др. Лучшими источниками кальция являются молочные продукты, поскольку в злаках, лиственной зелени и других растениях он содержится в виде нерастворимых солей.

Железо входит в состав гемоглобина красных кровяных телец — эритроцитов и дыхательных ферментов клеток. Суточ¬ная потребность человека в нем около 15 г. Обычно с повседнев¬ной пищей вводится достаточное количество железа. Но при малокровии и значительных кровопотерях потребность в железе значительно возрастает. В таких случаях требуется вводить в пищевой рацион дополнительное количество продуктов, из ко¬торых железо хорошо усваивается (печень, мясо, яичные желт¬ки, зелень, помидоры, фрукты и др.).

Медь, никель, кобальт, марганец принимают участие в кроветворении. Эти микроэлементы необходимы для создания или активации некоторых ферментов.

Йод участвует в образовании гормона щитовидной железы, повышает усвоение кальция и фосфора. Суточная потребность для человека в йоде от 100 до 300 у. Продукты, богатые йодом, имеют важное значение для людей, страдающих заболеваниями щитовидной железы, атеросклерозом, ожирением и др. К ним относятся продукты моря, в том числе морская капуста, а также свекла, фейхоа и др.

Фтор предупреждает развитие кариеса зубов. Хорошим источником фтора из растительных продуктов являются зеленые листья капусты, зеленый лук, пшеница.

Алфавитный указатель русских названий описанных растений

Латинские названия растений

Способы приготовления и применения препаратов в домашних условиях

Специфика овощей и фруктов

Культивируемые овощные и садовые растения, используемые как лекарственные

Указатель лекарственных растений по их лечебному применению в научной и народной медицине

Фитотерапия некоторых заболеваний

Лекарственные растения в диетическом питании

rasten.liferus.ru

Минеральные вещества | Tervisliku toitumise informatsioon

В человеческом организме установлено наличие более 70 химических элементов. Достоверно установлена потребность в более чем 20 биоэлементах. Для обеспечения достаточного количества этих элементов крайне важно, чтобы питание было разнообразным.

mineraalainedВстречающиеся в организме минеральные вещества можно условно разделить на две группы:
  • Содержание макроэлементов в организме составляет более 0,01%. Ими являются фосфор (P), кальций (Ca), натрий (Na), калий (K), магний (Mg), сера (S), хлор (Cl) (см Таблица 1).
  • Содержание микроэлементов – менее 0,01%, у некоторых даже 0,00001.

Потребность в некоторых микроэлементах установлена, это железо (Fe), цинк (Zn), медь (Cu), йод (I), селен (Se) , марганец (Mn), молибден (Mo), фтор (F), хром (Cr), кобальт (Co), кремний (Si), ванадий (V), бор (B), никель (Ni), мышьяк (As) и олово (Sn).

Помимо них в организме обнаружен целый ряд элементов, функция которых пока не ясна, их появление в организме может быть обусловлено загрязнением окружающей среды и частым соприкосновением с ними. Например, люди, работающие в теплицах, постоянно контактируют с химическими веществами, различные элементы могут быть признаком разного рода заболеваний. В числе таких элементов алюминий (Al), стронций (Sr), барий (Ba), рубидий (Rb), палладий (Pd), бром (Br).

В организм могут попадать и тяжелые, т.е. ядовитые металлы, такие как кадмий (Cd), ртуть (Hg) или свинец (Pb).

Минеральные вещества в нашем организме являются важными компонентами скелета, биологических жидкостей и энзимов и способствуют передаче нервных импульсов.

Люди и животные получают различные биологические элементы из пищи, воды и окружающего воздуха, самостоятельно синтезировать минеральные вещества живые организмы не могут. В растениях минеральные вещества накапливаются из почвы, и их количество зависит от места произрастания и наличия удобрений. В питьевой воде также имеются минеральные вещества, и их содержание зависит от места, откуда получают воду.

Несмотря на то, что человек нуждается в небольших количествах минеральных веществ (макроэлементов в миллиграммах и граммах, микроэлементов – в милли- и микрограммах), в его организме, тем не менее, отсутствуют достаточные запасы минеральных веществ, чтобы нормально перенести их долговременный дефицит. Потребность в минеральных веществах зависит также от возраста, пола и прочих обстоятельств (см Таблица 2). Например, повышенная потребность в железе у женщин связана с менструациями и беременностью, а спортсменам требуется больше натрия, потому что он интенсивно выводится с потом.

Чрезмерные количества минеральных веществ могут привести к сбоям в работе организма, потому что, будучи компонентами биоактивных соединений, они оказывают влияние на регуляторные функции. Получать чрезмерные количества минеральных веществ (за исключением натрия) с пищей практически невозможно, однако это может произойти при чрезмерном употреблении биологически активных добавок и обогащенных минеральными веществами продуктов.

Усвоению минеральных веществ могут препятствовать:
  • злоупотребление кофе,
  • употребление алкоголя,
  • курение,
  • некоторые лекарства,
  • некоторые противозачаточные таблетки,
  • определенные вещества, встречающиеся в некоторых продуктах, например, в ревене и шпинате.

Потери минеральных веществ при тепловой обработке продуктов питания значительно меньше, чем потери витаминов. Однако при рафинировании или очистке часть минеральных веществ удаляется. Поэтому важно есть больше цельнозерновых и нерафинированных продуктов. Минеральные вещества могут образовывать соединения с другими веществами, содержащимися в продуктах питания (например, с оксалатами в ревене), в результате чего организм не может их усвоить.

Таблица 1
Названия и источники важнейших минеральных веществ

Обозначение

Название

Лучшие источники *

Макроэлементы

Na

натрий

поваренная соль (NaCl), готовая еда, сыр, ржаной хлеб, консервы, мясные продукты, оливки, картофельные чипсы

K

калий

растительные продукты: сушеные фрукты и ягоды, орехи, семена, топинамбур, картофель, редис, капуста, зеленые овощи, мука «Кама», свёкла, банан, ржаной хлеб, смородина, томаты

Ca

кальций

молоко и молочные продукты (особенно сыр), миндаль, орехи, семена, рыба (с костями), шпинат

Mg

магний

орехи, семена, мука «Кама», ржаной хлеб, шпинат, бобовые, греча, цельнозерновые продукты, свинина, говядина и курятина, банан, брокколи

P

фосфор

семена, орехи, молочные продукты (особенно сыр), печень, птица, говядина, ржаной хлеб, рыба, цельнозерновые продукты, бобовые

S

сера

продукты с белками, содержащими аминокислоты метионин (зерновые, орехи) и цистеин (мясо, рыба, соевые бобы, зерновые)

Cl

хлор

поваренная соль

Микроэлементы

Fe

железо

печень, кровяная колбаса, семечки, яйца, изюм, ржаной хлеб, нежирная говядина и свинина, цельнозерновые продукты, греча, клубника

Zn

цинк

печень, мясо, мука «Кама», семена, орехи, сыр, ржаной хлеб, бобовые, дары моря (крабы, салака), цельнозерновые продукты, яйца

Cu

медь

печень, какао-порошок, мясо, бобовые, цельнозерновые продукты, семена, орехи, греча, ржаной хлеб, лосось, авокадо, свёкла, дары моря

I

йод

йодированная соль, рыба и другие дары моря, сыр, яйца, некоторые виды ржаного хлеба и йогурта

Se

селен

арахис, печень, рыба и дары моря, семена подсолнечника, мясо

* Количество, содержащееся в 100 г продукта, покрывает не менее 10% суточной потребности взрослой женщины

Таблица 2
Рекомендуемые в зависимости от возраста суточные нормы потребления важнейших минеральных веществ

Возраст

Натрий, мг

Кальций, мг

Калий, г

Магний, мг

Железо, мг

Цинк, мг

Медь, мг

Йод, мкг

Селен, мкг

Дети

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6–11 месяцев

до 650

550

1,1

80

8

5

0,3

60

15

12–23 месяца

до 830

600

1,4

85

8

6

0,3

90

25

2–5 лет

до 1580

600

1,8

120

8

6

0,4

90

30

6–9 лет

до 1580

700

2

200

9

7

0,5

120

30

Женщины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10–13 лет

до 2400

900

2,9

300

11

8

0,7

150

40

14–17 лет

до 2400

900

3,1

320

15

9

0,9

150

50 

18–30 лет

до 2400

900

3,1

320

15

9

0,9

150

50

31–60 лет

до 2400

800

3,1

320

15

9

0,9

150

50

61–74 лет

до 2400

800

3,1

320

10

9

0,9

150

50

> 75 лет

до 2400

800

3,1

320

10

9

0,9

150

50

Беременные

до 2400

900

3,1

360

15

10

1

175

60

Кормящие матери

до 2400

900

3,1

360

15

11

1,3

200

60

Мужчины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10–13 лет

до 2400

900

3,3

300

11

11

0,7

150

40

14–17 лет

до 2400

900

3,5

380

11

12

0,9

150

60

18–30 лет

до 2400

900

3,5

380

10

9

0,9

150

60

31–60 лет

до 2400

800

3,5

380

10

9

0,9

150

60

61–74 лет

до 2400

800

3,5

380

10

10

0,9

150

60

> 75 лет

до 2400

800

3,5

380

10

10

0,9

150

60

* Для 18–20-летних рекомендуемая суточная доза составляет 900 мг кальция и 700 мг фосфора.** Потребность в железе зависит от потери железа при менструациях. Для женщин в постменопаузе рекомендуемая дневная доза железа составляет 10 мг.*** Для достижения сбалансированного содержания железа во время беременности в организме женщины должны иметься запасы железа как минимум на 500 мг больше, чем до беременности. В двух последних триместрах беременности, в зависимости от уровня железа в организме, может потребоваться дополнительный прием железа.**** На самом деле, селена можно потреблять больше указанной в таблице рекомендованной дозы, поскольку селен по-разному всасывается из разных источников и происходит постоянное обеднение им поверхности, т.е. таблицы питательной ценности продуктов «не поспевают» за истинным положением дел (в них зачастую указываются значения больше реальных).

Максимальные разовые безопасные дозы минеральных веществ и пищевых добавок:
Минеральное веществоДоза
Кальций (мг)2500
Фосфор (мг)3000
Калий  (мг)3,7*
Железо  (мг)60
Цинк (мг)25
Медь (мг)5
Йод (мкг)600
Селен (мкг)300

* Только из биоактивных добавок или обогащенной пищи

toitumine.ee

60. Для чего нужны растению минеральные вещества? | Подготовка почвы  |  Читать онлайн, без регистрации

60. Для чего нужны растению минеральные вещества?

Для роста и развития растения ему необходимы элементы питания. Соотношение элементов питания различно для видов, сортов, периода выращивания и возраста растения.

• Азот – основной биогенный элемент для овощных растений, который входит в состав белка и нуклеиновых кислот. Поступившие в растение минеральные формы азота проходят сложный цикл превращений, включаясь в состав органических кислот. Процесс восстановления нитратов катализируется ферментами и имеет несколько промежуточных стадий. Активность восстанавливающих ферментов зависит от магния и микроэлементов: молибдена, меди, железа и марганца.

Нитратный азот способен накапливаться в значительных количествах, что безопасно для растений, но содержание нитратов в овощах выше определенного уровня вредно для человека.

Свободный аммиак в растениях находится в незначительных количествах. Это связано с тем, что он быстро взаимодействует с углеводами, содержащимися в растениях. Результатом взаимодействия является образование первичных аминокислот. Чрезмерное накопление аммиака, особенно при дефиците углеводов, ведет к отравлению растений.

Качество продукции зависит от того, какие из соединений азота усваиваются в больших количествах. При усиленном аммиачном питании повышается восстановительная способность растительной клетки и идет преимущественное накопление восстановительных соединений. При нитратном питании усиливается окислительная способность клеточного сока, образуется больше органических кислот.

Усвоение растениями аммиачного и нитратного азота зависит от концентрации питательного раствора, его реакции, содержания сопутствующих элементов, обеспеченности растений углеводами и биологических особенностей культуры.

• Фосфор содержится в растениях в значительно меньших количествах, чем азот. Он выступает в роли спутника азота, при его недостатке у растений усиливается накопление нитратных форм азота. Наибольшее количество фосфора концентрируется в репродуктивных органах: в 3–6 раз больше, чем в вегетативных.

Фосфор содержится в нуклеиновых кислотах ДНК и РНК, которые являются носителями наследственной информации. Соединения фосфора с белками (фосфоропротеиды) являются важнейшими растительными ферментами. Фосфор, поступающий в растение, способствует накоплению крахмала, сахаров, красящих и ароматических веществ, повышает лежкость плодов.

• Калий регулирует водный обмен растений, физическое состояние коллоидов цитоплазмы, ее набухаемость и вязкость. Под влиянием калия возрастает водоудерживающая способность протоплазмы, что уменьшает опасность кратковременного увядания растений при недостатке влаги. Наличие калия в растительной клетке обеспечивает нормальный ход окислительных процессов, углеводный и азотный обмен. Накопление калия способствует активизации обменных процессов растений. Калий способствует повышению иммунитета, усиливает использование аммиачного азота при синтезе аминокислот и белка. Для калия характерна высокая подвижность – отток из более старых листьев в более молодые. Фактически растение получает возможность использовать калий повторно.

• Кальций играет важную роль в фотосинтезе, передвижении углеводов в растении. Он участвует в формировании клеточных оболочек, обуславливает обводненность и поддержание структуры клеточных органелл. Недостаток кальция оказывает влияние на развитие корневой системы, замедляется рост листьев, они отмирают. Недостаток кальция проявляется на молодых растениях.

• Магний входит в состав молекулы хлорофилла и принимает участие в фотосинтезе, а также входит в состав пектиновых веществ и фитина. При недостатке магния содержание хлорофилла в листьях уменьшается, проявляется «мраморовидность». Магний и фосфор находятся в растущих частях растения. Магний накапливается в семенах. Магний участвует в передвижении фосфора в растениях. Активизирует ферменты. Этот элемент способствует накоплению эфирных масел и жиров. При недостатке магния усиливаются окислительные процессы, возрастает активность фермента пероксидазы, снижается содержание инвертного сахара и аскорбиновой кислоты.

velib.com

Физиология минерального питания

Глава 5. ФИЗИОЛОГИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯРастения могут поглощать и перемещать неорганические и органические вещества. Раньше считали, что для роста растений (фотосинтезирующих автотрофов) необходимы только минеральные элементы. Однако в последние годы показано, что многие водоросли требуют витамины В12, а также веществ, содержащих кобальт и т. д.

Для наземных растений основным источником воды и минеральных веществ служит почва, не менее важна и атмосфера, которая обеспечивает фотосинтезирующие растения СО2, и, в свою очередь, сама атмосфера поглощает О2 и воду, выделяемую при транспирации.

В системе растение-почва-атмосфера происходит значительный круговорот веществ, особенно воды и СО2.^ Концентрация минеральных веществ в самих растениях в большинстве случаев мало связана с их концентрацией в среде. Например, соотношение K+/Na+ в растениях обычно составляет 5–20, тогда как в среде, как правило, больше Na+. С другой стороны, элементы, содержащиеся в окружающей среде в низких концентрациях, могут накапливаться в растениях в значительном количестве.

Эта способность растений характеризуется так называемым коэффициентом накопления:

Качественный состав внутриклеточного содержания растений все же зависит от содержания минеральных веществ в почве, а также от условий окружающей среды. Все элементы, которые присутствуют в почве, могут быть выявлены в растениях. Содержание одного и того же элемента в тканях и клетках растений очень неустойчивое и зависит от многих факторов.

Потребность в минеральных элементах у растений весьма разнообразная. Однако можно утверждать, что отсутствие необходимого для роста и размножения элемента вызывает определенные симптомы голодания.

Еще раз отметим, что ни присутствие, ни концентрация минеральных элементов в самих растениях не является критерием необходимости. Хорошо зарекомендовало себя в этом отношении (относительно необходимости) так называемое тройное правило Арнона, которое было предложено еще в 1939 году. Элемент признается необходимым в случае, когда:

1. Растение без него не может закончить свой жизненный цикл;

2. Другой элемент не может заменить функцию изучаемого элемента;

3. Элемент непосредственно включен в метаболизм растения.

Подвижность разных веществ в почве широко варьирует: высокоподвижные – калий, натрий, фосфор, сера; среднеподвижные – магний, железо, медь, цинк; относительно подвижные – кальций, магний, бор.

Однако подвижность ионов промежуточной группы зависит от их количества в почве (увеличивается с увеличением концентрации).

Принципы подбора природой металлов для построения биомассы до настоящего времени не выяснены, хотя точно известно, что их распространение не было решающим критерием. Так алюминий и титан – очень распространены в природе, однако не являются элементами жизни.

Напротив, молибден, редко встречающийся в природе, является очень необходимым, например, при переносе электронов.

^ Питательные элементы, которые используются растениями из субстрата в больших количествах (содержание их в золе 10–1–10–2 %), называют макроэлементами, а необходимые в значительно меньшем количестве (содержание 10–3 % и ниже) – микроэлементами.

Вода и СО2 рассматриваются отдельно, но в этом контексте необходимо считать их макроэлементами. К макроэлементам относятся K, Ca, Mg, N, P, S (Н2О и СО2), для галофитов следует добавить Na и Cl.

Микроэлементы: Mn, Zn, Cu, Cl, B, Mo, сюда же относится и Fe, который располагается на границе макро- и микроэлементов.

Водорослям необходим один или несколько из следующих элементов: Со, Si, I, V. Некоторым высшим растениям необходимы селен, кремний.

Кроме необходимых элементов для роста, в оптимальных пределах должны быть и другие факторы: рН, температура, обеспечение О2, градиент водного потенциала, а для зеленых растений – освещенность соответствующей интенсивности и протяженности.

Минеральные элементы играют определенную роль в обмене веществ в растении. Отметим, что в отсутствии наименее важного из этих элементов жизнь была бы невозможна, как и при излишестве любого из них.

Среди физиологов растений раньше был распространен взгляд в соответствии с которым считали, что элементы минерального питания поступают в растения с водой на основе осмотических и диффузионных ограничений. Однако Д. А. Сабинин показал, что эти процессы независимы:

– нет прямой связи между транспортируемым количеством растением воды и количеством солей, поглощаемых из почвенного раствора корневой системой;

– наблюдаемое одновременное движение ионов и воды через корневые системы происходит в противоположных направлениях;

  • механизмы поступления воды и ионов разные.
Физиологические функции минеральных элементов и форма их поступления в клетку приведены в табл. 5.1.
^
Физиологические функции минеральных элементов
Элемент Форма, в которой поступает элемент

Физиологические функции

Заболевания, связанные с недостатком элемента
Азот Нитрат, NO3ˉ Аммоний, Nh5+ Синтез белков, нуклеиновых кислот и др. органических соединений, в частности коферментов и хлорофилла Угнетение роста; сильный хлороз, особенно у старых листьев
Фосфор Фосфат, НРО42-Ортофосфат, h3РО4ˉ Синтез нуклеиновых кислот, АТФ и некоторых белков. Входит в состав фосфолипидов мембран, играет ключевую роль в переносе энергии Угнетение роста, особенно корней
Сера Сульфат, SO42- Синтез белков и многих органических соединений, например кофермента А, принимает участие в ЭТЦ дыхания и фотосинтеза Хлороз, например «пожелтение чая».
Калий К+ Осмотический компонент клеточного сока, активатор или кофактор многих ферментов, включая АТФазы, основной потенциалопределяющий ион Пожелтение и побурение листьев с краев, преждевременная гибель растений
Магний Mg2+ Стабилизирует структуру рибосом. Входит в состав молекулы хлорофилла, неспецифичный кофактор многих ферментов Хлороз, слабый рост
Кальций Ca2+ Участвует в формировании срединной пластинки (пектат кальция) клеточной стенки, стабилизатор клеточных мембран, кофактор ряда ферментов, участвующих в гидролизе АТФ и фосфолипидов; вероятно, участвует в связывании РНК с белками в хромосомах, активатор хлорных каналов, при возбуждении один из мессенджеров в передаче внутриклеточных сигналов Подавление роста, снижение прочности хромосом
Железо Fe2+ Входит в состав цитохромов и белков с негеминовым железом, участвующих в фотосинтезе, фиксации азота и дыхании; катализирует первичные реакции синтеза хлорофилла Сильный хлороз, особенно у молодых листьев
Марганец Mn2+ Принимает участие в фотосинтезе воды и восстановлении СО2 при фотосинтезе, увеличивает содержание сахаров и их отток из листьев, активирует некоторые дегидрогеназы, декарбоксилазы и др. ферменты, необходим для функционирования нитратредуктаз, кофактор РНК-полимеразы, ауксиноксидазы. Пятнистость листьев, например «серая крапчатость» у овса
Цинк Zn2+ Составная часть алкогольдегидрогеназы (спиртовое брожение), глутаматдегидрогеназы, лактатдегидрогеназы, щелочной фосфотазы и др. ферментов, участвует в расщеплении белков, образовании ростовых веществ Деформация листьев, торможение роста
Медь Cu2+ Составная часть аскорбиноксидазы, тирозиназы, лактазы, моноаминооксидазы, уреазы, цитохромоксидазы, галактооксидазы, обеспечивает терминальный перенос электронов в дыхательной цепи, перенос электронов при фотосинтезе, влияет на биосинтез хлорофилла Отмирание побегов
Молибден MО42– Входит в состав нитратредуктазы (восстановление нитрата до нитритов в процессе синтеза аминокислот), участвует в фиксации атмосферного азота, в фосфорном обмене, является активатором в реакциях аминирования Слабое замедление роста, деформация побегов
Бор НВО32-

Н2ВО3ˉ

Обеспечивает нормальное деление клеток меристемы, участвует в процессе транспорта и обмена углеводов, улучшает обеспечение корней О2, влияет на белковый, нуклеиновый, фенольный обмены и созревание семян. Дефицит бора снижает у томатов содержание РНК; активирует ростовые вещества (рост пыльцевых трубок) Аномальный рост и отмирание верхушек побегов; «сердцевинная гниль» свеклы, растрескивание стеблей сельдерея
Кобальт Co2+ Обязателен для некоторых микроорганизмов, включая свободно живущих фиксаторов азота и симбиотических фиксаторов азота бобовых и небобовых растений. Входит в состав коэнзимов, содержащих витамин В12, защищает хлорофилл от разрушения в темноте, входит в состав окислительно- восстановительных ферментов Как и при недостатке азота.
Хлор Cl- Участвует в поддержании анион-катионного и осмотического балансов. Необходим для фотосинтетических реакций, участвующих в выделении кислорода

^ Теперь, когда мы рассмотрели функции минеральных элементов, необходимых для нормального роста растений, следует обсудить механизмы их поступления в растения и структурные элементы, по которым предстоит им двигаться. Минеральные вещества обычно поглощаются из почвы с помощью корней. Они могут поступать в небольших количествах также и через листья, поэтому внекорневое внесение некоторых микроэлементов стало стандартным сельскохозяйственным методом. Минеральные вещества почти всегда поступают в растения в форме ионов. Эти ионы сначала должны пересечь оболочку и плазмалемму, с тем, чтобы попасть в цитоплазму: затем при необходимости пройти и через мембрану, окружающую вакуоль (тонопласт) или какую-либо клеточную органеллу, для того, чтобы оказаться в том или ином внутреннем компартменте.

Изучение вопроса транспорта элементов является одним из основных в проблеме минерального питания. Это предопределяется следующими обстоятельствами. Во-первых, суть питания растений состоит в поступлении и включении в метаболизм минеральных элементов в результате обмена между организмом и средой. Во-вторых, изучение процесса транспорта элементов сопряжено с выяснением свойств и функций клеточной оболочки, мембранных образований, связи между клетками и тканями. В-третьих, выяснение вопросов, связанных с транспортом, приближает нас к целенаправленному управлению продуктивностью сельскохозяйственных растений.

^ Перенос ионов через мембрану связан с определенными трудностями. Одной из трудностей является наличие гидратированной воды, которая окружает ион и значительно увеличивает его объем.

Рассмотрим одновалентные ионы, в частности катионы Li+, Na+, K+, Rb+ и Cs+: самое легкое ядро у лития, а самое тяжелое у цезия. С увеличением массового числа растет также и количество электронов, которые окружают ядро и объем пространства, занимаемого электронными орбиталями. Поскольку плотность электронного облака, окружающего ядро мала, можно предположить, что ядро более доступно внешним воздействиям. Эта зависимость находит свое отражение в величинах радиусов гидратированных ионов: Li+ – 0,06; Na+ – 0,095; K+ – 0,133; Rb+ – 0,148; Cs+ – 169 нм.

В водных растворах молекулы воды удерживаются около ионов электростатическими силами, источником которых служат заряженные частицы атомного ядра. Чем ближе могут подойти к заряженному атомному ядру молекулы воды, тем сильнее они связываются и тем больше изменяется величина свободной энергии, обусловленная гидратацией. Таким образом, у лития молекулы воды ближе к ядру и это значит, что в гидратной оболочке лития содержится больше молекул воды. Известно, что молекулы воды являются диполями. Около катионов все ближайшие молекулы воды ориентируются отрицательными полюсами внутрь, а около анионов внутрь направлены положительные полюсы молекул воды (рис. 5.1).о

н

о

н

н

о

н н

н

н

н

о

н

н

н

н

о

н

н

Рис. 5.1. Ориентация молекул воды вокруг катиона и аниона

Этот внутренний, сильно связанный с ионами структурированный слой молекул воды, называют первичной оболочкой.

На некотором отдалении, превышающем толщину первичной оболочки, напряженность электрического поля несколько снижается, что приводит к изменению нормальной ориентации молекул воды. Из-за этого вокруг иона возникает вторичная оболочка (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Гидратные оболочки иона в водном растворе

Таким образом, благодаря гидратной оболочке размеры ионов сильно увеличиваются. Между радиусами гидратированных и негидратированных катионов щелочных металлов существует обратная зависимость, т. е. гидратированный ион, имеющий меньший кристаллический радиус, имеет большие размеры. Радиусы гидратированных ионов трудно вычислить; данные разных авторов значительно разнятся. Подвижность ионов дает представление об их относительных размерах (табл. 5.2).

userdocs.ru

Значение отдельных элементов в питании растений

Величина урожая и его качество, как известно, определяются биохимическими процессами, протекающими в растениях. Характер этих процессов зависит как от биологической природы самого растения, так и от условий внешней среды. Огромное влияние на обмен веществ, на рост и развитие растений оказывают минеральные удобрения. Под влиянием внутренних и внешних факторов растения способны синтезировать в своих органах большое количество всевозможных органических соединений.Энергию для своей жизнедеятельности растительные организмы получают от солнца с помощью особого вещества — хлорофилла, который содержится в листьях и других зеленых частях растения. Хлорофилл обладает способностью превращать — трансформировать энергию солнечного света в химическую энергию органического вещества. Процесс образования органических веществ за счет углекислого газа и воды при участии солнечного луча называется фотосинтезом. Фотосинтез неразрывно связан с дыханием и другими процессами обмена, протекающими в растительном организме в течение всей его жизни. Для своей жизнедеятельности растения используют углекислый газ, воду и минеральные соли, содержащие азот, фосфор, серу, калий, магний, кальций, железо и ряд микроэлементов: бор, медь, молибден, цинк, марганец, кобальт, йод и другие. Из этих простых веществ растения создают сложные органические соединения: углеводы, органические кислоты, белки, жиры, ферменты, витамины и другие соединения, которые крайне необходимы для человека и животных.Среди внешних факторов роста растений первостепенное значение имеют количество углекислого газа в воздухе, сила света, температура, водно-воздушный режим почвы и обеспеченность элементами минерального питания.Несмотря на небольшое содержание углекислого газа в воздухе (около 0,03 процента), растения обычно не страдают от его недостатка, так как почвенные слои воздуха непрерывно обогащаются углекислым газом, выделяющимся при разложении органических веществ в почве. Интенсивность света и температура зависят в основном от места произрастания. Поэтому земледелец, заботясь о повышении урожая, об¬ращает внимание главным образом на обеспечение растений водой и элементами питания.Водно-воздушный режим регулируют обработкой почвы, осушением или орошением. Недостающие в почве питательные вещества пополняют, внося органические и минеральные удобрения. Удобрения оказывают очень большое влияние на обмен веществ в растении, величину и качество урожая.В развитии растений каждый элемент выполняет строго определенные физиологические функции и не может быть заменен другим. Недостаток любого из элементов питания вызывает нарушение жизнедеятельности растительного организма и может оказать влияние на использование других питательных элементов.Азот, фосфор, сера, магний вместе с углеродом, кислородом и водородом относятся к строительным материалам, из которых создается растительный организм.Азот. Среди элементов минерального питания особое место принадлежит азоту. Он входит в состав белковых веществ, образующих основу протоплазмы клетки и входящих в состав всех ферментов. Без азота нет белка, а без белка нет жизни.Общее содержание азота в растении колеблется в пределах от 1 до 5 процентов на сухое вещество. При недостатке азота задерживается рост растений, листья теряют нормальную зеленую окраску, в результате чего сильно снижается урожай.Фосфор также является обязательной составной частью живой клетки растения, но общее его содержание значительно ниже, чем азота: оно колеблется в пределах 0,3—2 процента. Особенно богаты фосфором молодые части растения и семена. Фосфор участвует в построении молекул сложных белков, крахмала, ряда ферментов и других важных соединений.В растение фосфор поступает из почвы в течение всего периода вегетации, но особое значение имеет обеспечение этим элементом в стадии начального роста. Недостаток фосфора в этот период не компенсируется усиленным фосфорным питанием в дальнейшем. Улучшение фосфорного питания озимых зерновых культур осенью повышает их зимостойкость.Хорошее обеспечение растений фосфором при оптимальном соотношении его с азотом, калием и кальцием оказывает влияние не только на размер урожая, но и на его качество — способствует, например, накоплению сахара в корнях сахарной свеклы, крахмала в клубнях картофеля и жира в семенах подсолнечника.Калий в отличие от азота и фосфора не входит в состав белков и других органических соединений. Большая часть этого элемента в растениях находится в виде растворенных в клеточном соке солей или в поглощенном состоянии на поверхности элементов клетки.Роль калия в жизнедеятельности растительной клетки связана с его влиянием на свойства протоплазмы. Калий увеличивает водоудерживающую способность протоплазмы, уменьшает потерю воды и способствует поддержанию тургора — состояния напряжения растительных клеток. Полезное действие калия на водный режим растения особенно сильно проявляется в засушливые годы, когда внесение калийных удобрений повышает устойчивость растений против завядания. Калий участвует в процессах фотосинтеза, в передвижении углеводов, в синтезе белков и в ряде других важнейших реакций. Нормальное питание растений калием способствует увеличению прочности стеблей. Недостаток калия ослабляет способность растений противостоять грибковым заболеваниям.Содержание калия меняется в зависимости от вида и возраста растения. Наибольшее его количество (до 5 процентов от сухого вещества) концентрируется в молодых растущих органах. Повышенной потребностью в калии отличаются культуры, содержащие значительное количество углеводов,— сахарная свекла и картофель. Типичный внешний признак недостатка калия — краевой ожог листьев.Кальций — необходимая составная часть протоплазмы. Одна из важных функций кальция в растении — нейтрализация образующихся в тканях в процессе обмена веществ органических кислот, в частности щавелевой кислоты. На кислых почвах внесение кальция устраняет избыточное поступление в растение ионов водорода, железа, алюминия и марганца. В растениях кальций концентрируется в листьях и стеблях, особенно стареющих. При недостатке кальция рост листьев задерживается и на них появляются коричневые пятна. Недостаток кальция очень сильно влияет на развитие корневой системы, при кальциевом голодании корни ослизняются и заболевают.Сера также очень нужна растению, так как она входит в состав аминокислот, являющихся обязательными компонентами всех белков. Соединения серы играют большую роль как регуляторы окислительно-восстановительного потенциала живой клетки, от которого в значительной мере зависит деятельность сложных органических веществ — ферментов, участвующих в синтезе и распаде белков. Из минеральных соединений серы в растениях преобладают кальциевые соли серной кислоты. При недостаточном питании растений серой тормозится процесс образования белков, уменьшается содержание хлорофилла в листьях. Внешними признаками недостатка серы являются хлороз, уменьшение размеров листьев, удлинение стеблей. Сера поступает в растение в виде солей серной кислоты. Наибольшая потребность в ней характерна для растений семейства бобовых и крестоцветных (люцерна, капуста).Магний. Значение магния для растений определяется прежде всего тем, что он входит в состав хлорофилла и, следовательно, необходим для фотосинтеза. Кроме того, магнию принадлежит важная роль в обмене веществ в клетке. До 50 процентов этого элемента входит в состав тканей в виде органических соединений, а остальная часть, подобно калию, находится в минеральной форме. Недостаток магния особенно сильно угнетает развитие органов плодоношения.Для нормальной жизнедеятельности растениям, кроме азота, фосфора, серы, калия, кальция, магния, необходимы также микроэлементы (в первую очередь бор, молибден, железо, марганец, медь, цинк и другие). Все эти элементы оказывают большое влияние на обмен веществ и урожай.Главным источником снабжения растений азотом и минеральными элементами питания является почва. В результате взаимодействия химических, физико-химических и микробиологических процессов часть питательных веществ в почве находится в доступном для растений состоянии или постепенно переходит в такое состояние. Однако запасов питательных веществ в почве в доступной растениям форме часто бывает недостаточно для возделываемых культур. Почти повсеместно в той или другой степени не хватает азота, фосфора, а часто и калия или некоторых других элементов. Потребность в этих элементах питания можно удовлетворить путем внесения минеральных и органических удобрений. На кислых почвах для устранения избыточной кислотности и удовлетворения потребности растений в кальции применяют известкование.Потребность растений в сере, магнии и ряде микроэлементов обычно покрывается за счет запасов почвы или путем их внесения в составе основных удобрений — минеральных и органических. Однако в отдельных случаях в зависимости от свойств почвы или особенностей возделываемых культур возникает необходимость во внесении специальных удобрений. На песчаных почвах часто ощущается недостаток магния, на торфянисто-болотных — меди, на карбонатных — железа, на почвах, богатых известью, — бора и марганца. При возделывании льна и сахарной свеклы хороший эффект дают борные удобрения, а при выращивании бобовых культур — молибденовые, особенно на кислых почвах.Питательные соли растения поглощают корнями из почвенного раствора. Возможно также внекорневое минеральное питание через листовую поверхность, но оно имеет ограниченное значение и не может заменить корневого питания.Первым этапом поступления питательных веществ в ра¬стение является поглощение находящихся в почвенном растворе элементов питания корневыми волосками. Отсюда эти элементы передаются прилегающим к корневым волоскам клеткам, а затем попадают в проводящие сосуды древесины, по которым довольно быстро достигают листьев. В листьях происходит окончательная ассимиляция поступивших солей, то есть соединение их с соответствующими продуктами фотосинтеза и дыхания.Превращение и частичная ассимиляция минеральных веществ может осуществляться и до поступления их в листья, во всех живых клетках корней и стеблей.Передвижение веществ по клеткам и тканям растения требует большой затраты энергии, которую доставляют процессы дыхания. Поэтому чем энергичнее дышат корни и живые проводящие ткани, тем интенсивнее поглощаются и ассимилируются минеральные вещества.Поступление питательных веществ в растения зависит от ряда факторов: концентрации солей в почвенном растворе, реакции этого раствора и т. д. Лучше всего усваиваются питательные вещества из разбавленных растворов; при высокой концентрации солей растения начинают заметно страдать. Поэтому достаточное количество влаги в почве является одним из существенных факторов, обусловливающих нормальное поступление в растения питательных элементов. Если в почве мало питательных веществ, то внесение удобрений, при достаточной обеспеченности влагой, сопровождается усилением поступления питательных веществ, в результате чего резко усиливается рост растений — увеличивается урожай. При большом же недостатке влаги в почве и при избыточной концентрации солей вместо поступления питательных веществ в растения может происходить даже обратное вы¬деление их через корни наружу.Кроме общей концентрации раствора, для питания растений имеет большое значение определенное соотношение в нем отдельных элементов. Избыток одного из них в растворе может оказать вредное действие. Установлено, что при уменьшении интенсивности фотосинтеза и при ослаблении вследствие этого притока углеводов из листьев к корням поступление в растения питательных элементов резко уменьшается. Оно снижается также при ухудшении снабжения корней кислородом воздуха. На поступление питательных элементов в растения сильно влияет реакция почвенного раствора.В течение вегетационного периода питательные вещества в растения поступают неравномерно. Так, зерновые культуры больше всего поглощают азот, фосфор и калий в первый период вегетации, до фазы цветения. У подсолнечника и хлопчатника питательные вещества поступают наиболее интенсивно в период цветения, а у льна — довольно равномерно в течение всего вегетационного периода. Ко времени поступления отдельных питательных веществ в растения должно быть приурочено внесение соответствующих удобрений.Минеральные удобрения оказывают очень большое воздействие на обмен веществ в растении, жизнедеятельность клубеньковых бактерий и почвенных микроорганизмов, величину и качество урожая. Однако они могут дать настоящий эффект лишь в том случае, если будут соблюдены все другие агротехнические требования. Особенно важно, чтобы на посевах не было сорняков и почва была хорошо обработана и засеяна в надлежащие сроки и высококачественными семенами.Весь жизненный цикл однолетнего растения от посева до созревания семян может быть условно разбит на три периода, каждый из которых характеризуется своеобразной, резко выраженной направленностью физиологических процессов. Так, например, в первый период — от прорастания семян до появления зеленых частей растения — в прорастающих семенах или клубнях процессы распада преобладают над синтезом. В это же время закладывается первичная корневая система. Поэтому чем полнее будут использоваться пластические вещества семени на построение молодых проростков, тем дружнее и мощнее станут в дальнейшем проходить рост и развитие растений.Второй период — от появления зеленых частей и усиленного развития корневой системы до начала цветения — характеризуется интенсивным ростом массы растений, преобладанием синтеза и максимальным поглощением питательных веществ, в особенности азота и калия из внешней среды.В третий период — от начала цветения до полного созревания — в стеблях, листьях и корнях растения по мере их старения процессы распада начинают усиливаться, а затем преобладать над процессами синтеза, и только в семенах, клубнях и корневищах процессы синтеза в этот период господствуют над процессами распада. Различная направленность физиологических процессов в тот или иной период является необходимым условием развития и роста растений.Изменяя условия питания, можно сдвигать эти процессы в сторону их усиления или торможения. В результате, как показали исследования, по-разному протекают развитие и рост растений, а следовательно, изменяется величина урожая и его качество. Потребность растений в элементах питания в отдельные периоды роста и развития можно удовлетворить внесением удобрений. Так, например, в начальный период соответствующие удобрения вносят вместе с семенами, клубнями в гнезда, борозды, сбоку рядка и т. д.При этом надо исходить из того, что растения, семена которых содержат большое количество азотистых веществ (пшеница), с самого начала нуждаются в основном в фосфатном питании. Растения с относительно небольшим содержанием азотистых веществ и значительным количеством углеводов (картофель) требуют с самого начала, кроме фосфорных, также и азотных удобрений. Кукуруза, содержащая достаточное количество углеводов и азотистых веществ, в самый начальный период не нуждается в дополнительном питании и только через две-три недели после прорастания начинает отзываться на удобрения. Поэтому удобрение растений в начальный период не может быть стандартным для всех культур, особенно в тех случаях, когда минеральные удобрения вносят непосредственно вместе с семенами. Так, если для картофеля явилось эффективным местное внесение азота и фосфора, а для пшеницы более положительным было внесение одного фосфора в рядки, то для кукурузы размещение азотно-фосфорных удобрений сбоку гнезда дает значительно лучший эффект, чем внесение их в гнезда вместе с семенами. Таким образом, действие минеральных удобрений тесно связано с биологическими особенностями растений, с запасами и скоростью превращения пластических веществ в семени, а также с физиологической ролью отдельных элементов и их влиянием на процессы превращения и использования этих веществ растением.Для удовлетворения сельскохозяйственных растений в питании существуют три способа внесения удобрений: основное (допосевное), припосевное и подкормка. Применение каждого из этих способов и их сочетание зависят от различных условий — почвы, климата, дозы удобрений и культур. Наиболее эффективно основное внесение минеральных удобрений вместе с органическими, которое для большинства районов и почв проводится осенью с заделкой под зяблевую обработку. Осенью можно вносить все виды минеральных удобрений, кроме легковымываемых (аммиачная и натриевая селитра, мочевина).Выбор времени внесения (осенью или весной) и для растворимых минеральных удобрений зависит от климатических условий (осадков). При внесении минеральных удобрений под ту или иную культуру имеет большое значение соотношение между основными элементами питания, особенно между азотом и фосфором. Резкое преобладание азота над фосфором часто приводит к полеганию растений и к задержке созревания, при этом увеличивается рост вегетативной массы, получается много соломы и мало зерна. Значительное преобладание фосфора над азотом, как правило, ведет к задержке роста вегетативной массы, более быстрому созреванию, в результате снижается урожай и ухудшается качество зерна. Особенно это относится к пшенице.Исследованиями установлено, что для раннеспелых сортов азот, как правило, должен преобладать над фосфором, а для позднеспелых, наоборот, фосфор должен преобладать над азотом. Для правильного применения удобрений важно учитывать, помимо требований возделываемой культуры, почвенные условия и в первую очередь содержание подвижных форм питательных веществ в почве.Дозы удобрений устанавливают по данным полевых опытов. При этом учитывают культуру и предшественники, почву и ее механический состав, удобрения, внесенные в предшествующие годы, и т. д.

< Предыдущая Следующая >
 

agrofak.com


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