Rolul sodiului în viața plantelor

Sodiul reglează transportul carbohidraților în plantă. O cantitate bună de sodiu a plantelor crește rezistența la iarnă. Cu deficiența sa, formarea clorofilei încetinește.

Corpul unui animal conține aproximativ 0,1% sodiu (din masă).

Sodiul este distribuit în tot organismul. În corpul uman, sodiul se găsește în celulele roșii din sânge, serul sanguin, sucuri digestive, mușchi, în toate organele interne și piele. 40% din sodiu se găsește în țesutul osos.

Împreună cu potasiul, sodiul creează un potențial transmembranar al celulei și asigură excitabilitatea membranei celulare. De asemenea, face parte din pompa de sodiu-potasiu, o proteină specială (complex de pori) care pătrunde în toată grosimea membranei. Concentrația extracelulară a ionilor de Na + este întotdeauna mai mare decât cea intracelulară, datorită căreia gradientul de concentrație al acestor ioni este direcționat în interiorul celulei, asigurând transportul activ al substanțelor în celulă. Sodiul menține echilibrul acido-bazic în
organism, reglează tensiunea arterială, funcționarea nervilor și a mușchilor, asimilarea glucozei de către celule, formarea glicogenului, sinteza proteinelor, afectează starea membranelor mucoase ale organelor vitale ale tractului digestiv. Metabolismul sodiului este sub controlul glandei tiroide.

Deficiența lui duce la dureri de cap, slăbirea memoriei, pierderea poftei de mâncare, aciditatea crescută a sucului gastric, pot apărea probleme cu vezica urinară, oboseală.

Excesul de sodiu duce la retenția de apă în organism (edem), hipertensiune arterială și boli de inimă.

Sare. Toate alimentele sărate. Fructe de mare. Legume și verdeață: varză, mentă, mărar, pătrunjel, morcovi, ceapă, salată verde, ardei, sparanghel, hrean, usturoi. Fructe și fructe de pădure: coacăze negre, merișoare, lămâi. Produse de origine animală: cârnați, untură, pește sărat, caviar, brânză.

NaCl

NaHC03- bicarbonat de sodiu, bicarbonat de sodiu.

Știi că…

Sodiul a fost descoperit în 1807 de chimistul și fizicianul englez G. Davy și și-a primit numele din arabă. natron sau natrun- detergent - privind utilizarea sodei naturale și a sodei caustice pentru fabricarea săpunului.

Numărul de atomi de sodiu din corpul uman este de 2,8 x 10 24, iar într-o celulă umană - 2,8 x 10 10.

Aportul zilnic de sodiu în organism cu alimente este în medie de 4,4 g.

În medicină, clorura de sodiu este utilizată ca soluție izotonică de 0,9% pentru deshidratare. Sodiul face parte din multe medicamente, inclusiv antibiotice, vikasol, un derivat sintetic al vitaminei K.

Calciu

Rolul calciului în viața plantelor

Conținutul de calciu din plante este în medie de 0,3% (în greutate). Pectinele (sărurile de calciu și magneziu ale acidului galacturonic) fac parte din pereții celulari și din substanța intercelulară a plantelor superioare și inferioare. Calciul este folosit ca material de construcție pentru lamina mediană și este, de asemenea, o componentă a „scheletului extern” al algelor; crește rezistența țesuturilor plantelor și ajută la creșterea rezistenței plantelor.

Lipsa de Ca determină umflarea substanțelor pectinice, slăbirea pereților celulari și putrezirea plantelor; sistemul radicular are de suferit, are loc albirea varfurilor plantelor si a frunzelor tinere. Frunzele nou formate sunt mici, răsucite, cu margini de formă neregulată, pe farfurie apar pete galbene deschise, marginile frunzelor sunt îndoite în jos. Cu o deficiență puternică de calciu, vârful lăstarului moare.

Dacă în sol există un conținut ridicat de calciu, atunci plantele indicator cresc bine în aceste zone: papuc Venus, floarea soarelui, aster de stepă, ferigă din genul Pelley, orhidee, mordovnik, in, lupă cu flori mari, tundă de munte etc. .

Rolul în viața animalelor și a oamenilor

În corpul unui animal, în medie, de la 1,9% la 2,5% calciu (în greutate). Calciul este un material pentru construirea scheletelor osoase. Carbonatul de calciu CaCO 3 face parte din corali, cochilii de moluște, cochilii arici de mareși schelete de microorganisme.

În corpul uman, 98–99% din calciu se găsește în oasele scheletului, care funcționează ca un „depozit” de calciu; ionii de calciu sunt prezenți în toate țesuturile și fluidele corporale: 1 g în plasma sanguină, 6–8 g în țesuturile moi. Cu o greutate umană de 70 kg, conținutul de Ca din organism este de 1700 g, cu 80% fosfat de calciu Ca 3 (PO 4) 2 și 13% carbonat de calciu CaCO 3 .

Calciul este necesar pentru procesele de hematopoieză și coagulare a sângelui, pentru reglarea activității inimii, contracția musculară, metabolismul, reducerea permeabilității vasculare, pentru creșterea normală a oaselor (schelet, dinți). Compușii de calciu au un efect benefic asupra stării sistemului nervos, conducerea impulsurilor nervoase, au efect antiinflamator, asigură permeabilitatea membranei celulare și activează anumite enzime. Metabolismul calciului este reglat la oameni și animale de calcitonina, un hormon glanda tiroida, hormonul paratiroidian - un hormon paratiroidian și calciferoli - un grup de vitamina D. Trebuie amintit că organismul absoarbe calciul numai în prezența grăsimilor: pentru fiecare 0,06 g de calciu este nevoie de 1 g de grăsime. Calciul este excretat din organism prin intestine și rinichi.

Lipsa de calciu duce la osteoporoză, tulburări ale sistemului musculo-scheletic, nervos, coagulare insuficientă a sângelui.

Principalele surse de intrare în organism

Legume și cereale: mazăre, linte, soia, fasole, fasole, spanac, morcovi, napi, frunze tinere de păpădie, țelină, sparanghel, varză, sfeclă, cartofi, castraveți, salată verde, ceapă, boabe de grâu, pâine de secară, fulgi de ovăz. Fructe și fructe de pădure: mere, cireșe, agrișe, căpșuni, caise, coacăze, mure, portocale, ananas, piersici, struguri. migdale. Produse lactate: brânză de vaci, smântână, chefir.

Cele mai comune conexiuni

CaCO3- carbonat de calciu, cretă, marmură, calcar.
Ca(OH)2- hidroxid de calciu, var stins (puf).
Cao- oxid de calciu, var nestins (fierbe).
CaOCl 2- sare mixtă de acizi clorhidric și hipocloros, înălbitor (înălbitor).
CaSO4 X 2H2O- sulfat de calciu dihidrat, gips.

Știi că…

Calciul a fost descoperit de chimistul englez H. Dani în 1808 în timpul electrolizei varului stins umed Ca(OH) 2 . Numele său provine din lat. calcis(caz lat. calx- piatra, calcar) dupa continutul in calcar.

Numărul de atomi de calciu din corpul uman este de 1,6 x 10 25, iar într-o celulă 1,6 x 10 11.

Aportul zilnic de calciu din alimente și apă este de 500-1500 mg.

Scheletele calcaroase ale polipilor de corali, formate din carbonat de calciu, formează recife și atoli, insule de corali din mările tropicale. Din scheletele polipilor de coral, care au murit de multe milenii, s-au format strate de calcar, cretă și marmură, care sunt folosite ca material de construcție.

Există plante - calcefile (din greacă. fileo- Iubesc), care cresc cu precădere pe soluri alcaline bogate în calciu, precum și în locurile în care ies calcar, cretă (anemonă de pădure, dulci de luncă cu șase petale, zada europeană etc.).

Există plante - calcephobes (din greacă. phobos- frica), care evita solurile calcaroase, deoarece. prezența ionilor de calciu inhibă creșterea acestora (mușchi de turbă, unele cereale).

Sulf

Rolul sulfului în viața plantelor, microorganismelor

Conținutul de sulf din plante este în medie de 0,05% (în greutate). Sulful este un component al aminoacizilor (cistina, cisteina, metionina). Plantele obțin sulf din sol din sulfații solubili, iar bacteriile putrefactive transformă sulful proteinelor în hidrogen sulfurat H 2 S (de unde și mirosul dezgustător de degradare). Dar cea mai mare parte a hidrogenului sulfurat se formează în timpul reducerii sulfaților de către bacteriile reducătoare de sulfat. Acest H 2 S este oxidat de bacteriile fototrofe în absența oxigenului molecular la sulf și sulfați, iar în prezența O 2 este oxidat la sulfați de către bacteriile aerobe cu sulf.

În multe bacterii, sulful este stocat temporar sub formă de globule. Cantitatea sa depinde de conținutul de hidrogen sulfurat: cu deficiența sa, sulful este oxidat la acid sulfuric.

2H 2 S + O 2 ––> 2H 2 O + 2S + energie

2S + 3O 2 + 2H 2 O -–> 2H 2 SO 4 + energie

În rezervoare, a căror apă conține hidrogen sulfurat, bacterii incolore cu sulf begiatoa și thiothrix. Nu au nevoie de alimente organice. Pentru chimiosinteză, se folosesc hidrogen sulfurat: în urma reacțiilor dintre H 2 S, CO 2 și O 2 se formează carbohidrați și sulf elementar.

Majoritatea sulfului nu este absorbit de plante, dar le ajută să absoarbă fosforul. Lipsa sulfului reduce intensitatea fotosintezei. Astragalus este un indicator al conținutului ridicat de sulf în sol.

Rolul în viața animalelor și a oamenilor

Corpul unui animal conține 0,25% sulf (din masă). Cei mai simpli radiolari planctonici au un schelet mineral de sulfat de stronțiu, care oferă nu numai protecție, ci și „plutește” în coloana de apă.

În corpul uman, sulful conține 400-700 ppm în greutate. Sulful face parte din proteine ​​și aminoacizi, enzime și vitamine. Este deosebit de important pentru sinteza proteinelor în piele, unghii și păr. Sulful este o componentă a substanțelor active: vitamine și hormoni (de exemplu, insulina). Este implicat în procesele redox, metabolismul energetic și reacțiile de detoxifiere, activează enzimele.

Cu o lipsă de sulf, pielea suferă boli inflamatorii fragilitate observată a oaselor și căderea părului.

Dintre compușii sulfului, hidrogenul sulfurat este considerat deosebit de periculos - un gaz care nu are doar un miros înțepător, ci și o mare toxicitate. LA formă pură ucide o persoană instantaneu. Pericolul este mare chiar și cu un conținut nesemnificativ (aproximativ 0,01%) de hidrogen sulfurat în aer. Hidrogenul sulfurat este periculos deoarece, acumulându-se în organism, se combină cu fierul, care face parte din hemoglobină, ceea ce poate duce la înfometare severă de oxigen și moarte.

Principalele surse de intrare în organism

Produse vegetale: nuci, leguminoase, varză, hrean, usturoi, dovleac, smochine, agrișe, prune, struguri. Produse de origine animală: carne, ouă, brânză, lapte.

Cele mai comune conexiuni

H2S- sulfat de hidrogen.
Na2S- sulfura de sodiu.

Știi că…

Sulful este cunoscut încă din secolul I. î.Hr. Numele provine de la vechiul hindus sira- galben deschis, de culoarea sulfului natural; Nume latin din sanscrită. rezolvare- pulbere combustibilă.

Numărul de atomi de sulf din corpul uman este de 3,3 x 10 24, iar într-o singură celulă - 2,4 x 10 10.

Hidrogenul sulfurat H 2 S este un gaz otrăvitor, mirositor, folosit în industria chimică, precum și ca remediu (băi sulfuroase). Sulful este o componentă a medicamentelor, inclusiv a antibioticelor, care poate suprima activitatea microbilor. Sulful fin dispersat este baza unguentelor pentru tratamentul bolilor fungice ale pielii.

Sulfurile naturale formează baza minereurilor de metale neferoase și rare și sunt utilizate pe scară largă în metalurgie. Sulfurile metalelor alcaline și alcalino-pământoase Na 2 S, CaS, BaS sunt utilizate în industria pielăriei.

Clor

Rolul clorului în viața plantelor, microorganismelor

Conținutul de clor din corpul plantelor este de aproximativ 0,1% (în masă). Este unul dintre elementele principale ale metabolismului apă-sare al tuturor organismelor vii. Unele plante (halofite) nu numai că pot crește pe soluri saline cu un conținut ridicat de sare de masă (NaCl), dar acumulează și cloruri. Acestea includ solyanka, soleros, sveda, tamarix etc. Ioni de clor Cl - participă la metabolismul energetic, au un efect pozitiv asupra absorbției oxigenului de către rădăcini. La plante, clorul este implicat în reacții oxidative și fotosinteză.

Microorganismele halofile trăiesc într-un mediu cu concentrație de NaCl de până la 32% - în corpuri de apă sărată și soluri saline. Sunt bacterii din genuri Paracoc, Pseudomonas, Vibrionul si altii unii. Au nevoie de concentrații mari de NaCl pentru a menține integritatea structurală a membranei citoplasmatice și funcționarea sistemelor enzimatice asociate cu aceasta.

Rolul în viața animalelor și a oamenilor

Corpul unui animal conține de la 0,08 până la 0,2% clor (în masă). Ionii de clorură încărcați negativ, care predomină în corpul animalelor, joacă un rol imens în metabolismul apă-sare. În condiții de salinitate ridicată, cu un conținut de sare în apă de cel puțin 3%, trăiesc halofitele: radiolari, corali formatori de recif, locuitori ai recifelor de corali și a mangrovelor, majoritatea echinodermelor, cefalopodele și multe crustacee. Unele rotifere, crustacee Artemia salina, larva de tantari Aedes togoi si altii unii.

Țesutul muscular uman conține 0,20-0,52% clor, os - 0,09%, sânge - 2,89 g / l. În corpul unui adult, aproximativ 95 g de clor. În fiecare zi, cu alimente, o persoană primește 3-6 g de clor. Principala formă a aportului său în organism este clorura de sodiu. Stimulează metabolismul și creșterea părului. Clorul determină procesele fizico-chimice din țesuturile organismului, este implicat în menținerea echilibrului acido-bazic în țesuturi (osmoreglare). Clorul este principala substanță osmotic activă a sângelui, limfei și a altor fluide corporale.

Acidul clorhidric, care face parte din sucul gastric, joacă un rol deosebit în digestie, asigurând activarea enzimei pepsine și are un efect bactericid.

Prezența a aproximativ 0,0001% clor în aer irită mucoasele. Starea constantă într-o astfel de atmosferă poate duce la boli bronșice, o deteriorare bruscă a bunăstării. Conform existente standardele sanitare conținutul de clor din aerul spațiilor de lucru nu trebuie să depășească 0,001 mg/l, adică 0,00003%. Conținutul de clor din aer în cantitate de 0,1% provoacă otrăvire acută, primul semn al căruia este accese de tuse severă. În caz de otrăvire cu clor, este necesară odihna absolută, este util să inhalați oxigen sau amoniac (amoniac), sau vapori de alcool cu ​​eter.

Principalele surse de intrare în organism

Clorura de sodiu este sare de masă. Alimente sarate. În fiecare zi, o persoană ar trebui să consume aproximativ 20 g de sare de masă.

Cele mai comune conexiuni

NaCl- clorură de sodiu, sare de masă.
acid clorhidric- acid clorhidric, acid clorhidric.
HgCl2- clorură de mercur (II), sublimat.

Știi că…

Clorul a fost obținut pentru prima dată de chimistul suedez K. Scheele în interacțiunea acidului clorhidric cu piroluzitul MnO 2 x H 2 O. Denumirea provine din greacă. cloros- culoarea galben-verde a frunzelor decolorate - în funcție de culoarea clorului gazos.

Compușii clorului, în principal sarea comună NaCl, sunt cunoscuți omenirii încă din timpuri preistorice. Alchimiștii știau acid clorhidric HCl și amestecul acestuia cu acid azotic HNO 3 - acva regia.

Numărul de atomi de clor din corpul uman este de 1,8 x 10 24, iar într-o celulă - 1,8 x 10 10.

În doze mici, clorul otrăvitor poate servi uneori ca antidot. Așadar, victimelor hidrogenului sulfurat li se oferă să adulmece înălbitor instabil. Prin interacțiune, cele două otrăvuri sunt neutralizate reciproc.

Clorarea apei de la robinet distruge bacteriile patogene.

Există organisme acvatice - halofobe care nu tolerează valori ridicate de salinitate și trăiesc numai în corpuri de apă proaspete (salinitate nu mai mare de 0,05%) sau ușor saline (până la 0,5%). Acestea sunt multe alge, protozoare, niște bureți și celenterate (hidra), majoritatea lipitorilor, multe gasteropode și bivalve, majoritatea insectelor acvatice și peștilor de apă dulce, toate amfibieni.

HgCl 2 - sublimat - o otravă foarte puternică. Soluțiile sale diluate (1: 1000) sunt folosite în medicină ca dezinfectant.

Va urma

Apa in viata vegetala joacă un rol uriaș, este parte integrantă a fiecărei plante, a fiecărui organ. Procentul de apă din corpul plantei:

• protoplasma conține aproximativ 80% apă,
• în seva celulară - 96-98% apă,
• în cochiliile celulelor vegetale până la 50% apă.
• în frunze, conținutul de apă ajunge la 80-90%.

Un procent mare de apă se găsește în fructele suculente:

• c - până la 98%,
• c - 94%,
• c - 92%,
• c - 77%.

Fructele suculente conțin un procent mare de apă.

Apa este solventul principal

Un conținut ridicat de apă în țesuturile plantelor este necesar pentru activ activitate sintetică. Apa este solventul principal, și cu participarea sa, planta primește dizolvată în apă nutrienți prin rădăcini și mișcarea lor de la o celulă la alta.

Apa în interacțiunea plantelor cu mediul

Mulțumită apa cu care planta interactioneaza mediu inconjurator . LA procesul de fotosinteză apa este direct implicată în formare carbohidrați. Din cele 1000 de părți de apă care trec prin plantă, doar 2-3 părți sunt folosite în procesul de fotosinteză pentru formarea carbohidraților, iar 997-998 părți de apă trec prin plantă pentru a-și menține țesuturile în stare de saturație și pentru a compensa apa evaporată. O suprafață mare de frunze a plantelor duce la risipa unei cantități uriașe de apă: într-o oră, plantele consumă până la 80-90% din apa pe care o conțin. Gradul de deschidere a acestora depinde de cantitatea de apă din celulele de gardă ale stomatelor; cu un conținut ridicat din acesta, stomatele sunt deschise, iar dioxidul de carbon intră în plantă prin ele.

Consumul de apă de către plante

Variat plantelor conțin cantități diferite apă, se schimbă atât în ​​timpul zilei, cât și în timpul sezonului de vegetație. Până la sfârșitul sezonului de vegetație, conținutul de apă scade.
Consumul de apă de către plante. Dintre plantele superioare, foarte puțini reprezentanți ai florei deșertului pot rezista la deshidratare, (mai mult:) în timp ce semințele uscate, unii licheni și pot rămâne viabile chiar și cu un conținut scăzut de apă. LA diverse conditii Plantele au nevoie de cantități diferite de apă pentru a crește. Într-un climat uscat și cald, plantele cheltuiesc de 2-3 ori mai multă apă în timpul sezonului de creștere decât într-un climat temperat.

Starea apei la plante

apa din plante se întâmplă în două state- în liber și legat. legat de apă luați în considerare apa, care este reținută de coloizi hidrofili ai protoplasmei și substanțe active. Apa legată își pierde proprietățile de solvent și nu participă activ la transformarea și mișcarea substanțelor în întreaga plantă. Rol apa legata constă în faptul că împiedică lipirea micelilor și conferă stabilitate structurală coloizilor hidrofili ai protoplasmei. Cantitatea de apă legată dintr-o plantă nu este constantă, la plantele tinere există mai multă apă legată decât la cele bătrâne. apa gratisîntr-o plantă – mediul în care se desfășoară toate procesele activității sale vitale. O cantitate mare de apă liberă este evaporată de plantă. O astfel de împărțire a apei în liber și legat este condiționată, deoarece toată apa prezentă în celule este asociată cu substanțe care alcătuiesc protoplasma, seva celulară și membrana. Aceste forme de apă diferă doar prin natura și puterea legăturilor. Biologii au efectuat o serie de experimente cu apa grea conţinând O 18 . La plantele tinere de fasole, scufundate în apă grea de rădăcinile lor, a avut loc o schimbare rapidă a unei părți din apa din țesut în apă care conține O 18 .
Tufa de plante de fasole în floare. În țesuturile frunzelor și rădăcinilor, care au un metabolism rapid, echilibrul cu soluția externă a fost atins după 15-20 de minute și s-a schimbat puțin mai mult de jumătate din apă. Apa din tulpină a fost înlocuită cu 90%. Când frunzele s-au ofilit, seva celulară a pierdut apă cel mai repede, apa din citoplasmă a fost reținută mult mai puternic, iar apa care făcea parte din organele s-a pierdut cel mai puțin. Pe baza acestor experimente s-a ajuns la concluzia că planta are apă dificilă și ușor de schimbată.

Curs 2. Apa în plante.

Apa este o parte integrantă atât a plantelor, cât și a fructelor și semințelor acestora. Într-o plantă vie, apa reprezintă până la 95% din masa ei. Dar acest lucru este foarte puțin în comparație cu cât cheltuiește planta până când crește și produce o recoltă.
Nevoia de apă diverse plante, pentru a-și desfășura ciclul de dezvoltare, de exemplu, pentru condițiile din Uzbekistan, numai pentru evaporarea (transpirația) de către plantele înseși și evaporarea de la suprafața solului în comparație cu masa solului, de sute de ori mai mult decât greutatea apa continuta intr-o planta adulta si fructele acesteia.

De ce au nevoie plantele de această apă?

Ce functie indeplineste?

De ce au nevoie plantele atât de multă apă?

Ei bine, să începem cu faptul că plantele „vreau” nu numai să bea, ci și să mănânce. Deci, trebuie să livrați cumva nutrienți prin trunchiuri și ramuri către frunze. Acești nutrienți, aspirați de rădăcini împreună cu umiditatea solului, pregătiți în prealabil în rădăcini sub formă de semifabricate, sunt livrați prin vase către frunze - fabrici. materie organică.
Prin evaporarea apei cu frunze, planta le raceste, prevenind supraincalzirea lor, din aer se obtine dioxid de carbon (in schimbul apei evaporate), care serveste ca material pentru crearea tuturor substantelor organice folosite la construirea intregii plante.

Figura 2.1. Diagrama „funcționării” plantei.
(preluat din Viața plantei verzi).
A Galston, P. Davis, R. Satter).

Oamenii de știință care au studiat amănunțit nevoile plantelor în apă au fost în mare măsură descurajați de variabilitatea așa-numiților coeficienți de transpirație, care arată raportul dintre costurile cu apă pentru a produce o greutate unitară a masei uscate a plantelor chiar și în aceleași plante (să nu mai vorbim despre acestea). diferența dintre vegetația iubitoare de umiditate și rezistentă la secetă).
În funcție de condițiile de creștere, costul apei pe unitatea de cultură fluctuează foarte puternic. S-a observat că atunci când solurile sunt sărace în nutrienți, planta evaporă mai multă apă decât pe cele bogate în ele.

Plante care au la dispoziție multă umiditate calitate bună, „cu plăcere” îl petrec, dezvoltând violent masa vegetativă, dar nu „se grăbesc” să dea roade. În astfel de cazuri, se spune că plantele „îngrășează”.

Plantele care se află în condiții de rezerve limitate de umiditate „se comportă mai reținute”. Ei petrec mai puțină umiditate, dezvoltă o masă vegetativă moderată și intră mai repede în fazele de înflorire și fructificare.

Dar plantele care sunt sever reținute în apă nu numai că nu dezvoltă o masă vegetativă și nu produc fructe, dar pot muri pur și simplu.

Plante cultivate în mod obișnuit în câmpurile noastre cu sistemele existente de prelucrare a solului , nu sunt capabili să meargă adânc pentru apă, precum plantele sălbatice (și chiar cultivate) din deșert soluri neatinse de om.

Este important pentru noi să oferim condiții pentru a obține recolte durabile nu doar în anii cu precipitații normale, ci și în anii secetoși. Prin urmare, toate acțiunile fermierului, care contribuie la acumularea și păstrarea umidității în stratul radicular al solului, sunt răsplătite de o sută de ori cu plante.

La aproape toate plantele, faza critică a dezvoltării (atunci când seceta are efectul cel mai dăunător asupra lor) este perioada de înflorire și de rod. În ceea ce privește dezvoltarea ierburilor perene utilizate pentru hrana animalelor sub formă proaspătă sau sub formă de fân, cele mai vulnerabile ale acestora, din punct de vedere al umidității, sunt perioadele post-recoltare.

În aceste perioade critice, este de dorit ca conținutul de umiditate al stratului de rădăcină al solului să nu scadă sub anumite limite, care nu sunt atât de ușor de determinat chiar și folosind concepte științifice dar tot vom incerca.

În ciuda faptului că multe procese de alimentare cu apă a plantelor sunt foarte asemănătoare în diferite zone climatice, cu toate acestea, în funcție de proprietățile solului, proprietățile rocilor care formează solul, prezența umezirii solului cu apa subterană, gradul lor de salinitate, pantele terenului, există diferențe mari în metodele de conservare a umidității solului și modalități de reumplere a acesteia.

Nevoia generală sezonieră a plantelor de apă și caracteristicile diferitelor faze ale dezvoltării lor.

Faptul că cantitatea necesară de irigare este direct legată de climă, probabil că nimeni nu se îndoiește ...
Să o luăm în ordine, să începem cu întrebarea - câtă apă ar trebui să fie furnizată câmpului și în ce interval de timp, pentru a obține recolta așteptată. În primul rând, să ne uităm la Fig. 2.1, care arată caracteristicile climatice medii lunare ale zonei deșertice din Uzbekistan. (În cărțile de referință agroclimatice, puteți găsi întotdeauna aceste caracteristici pentru zona dvs., iar evaporarea (Eo) de la suprafața apei poate fi calculată folosind o formulă simplă dacă nu o găsiți gata făcută în aceeași carte de referință) .

Orez. 2.1. Caracteristicile climatice și deficitul de bilanț al apei.
t - temperatura aerului, în grade Celsius;
a - umiditatea relativă în%;
Os - precipitații atmosferice, mm.
Eo - evaporarea de la suprafața apei, Eo \u003d 0,00144 * (25 - t) 2 * (100 - a);
D \u003d Eo - Os - deficit de echilibru hidric (în figură este umbrit în galben în timpul sezonului de vegetație).

Această figură arată cursul temperaturilor medii lunare a aerului, cantitatea de precipitații atmosferice, umiditatea relativă a aerului, indicatori calculați ai evaporării și deficitelor de umiditate. Zona figurii umplute cu galben este deficitul sezonului de vegetație (în acest caz, IV ... IX luni). Dar fiecare cultură are propriile date de semănat, propriul sezon de creștere și, prin urmare, nevoia de apă pentru irigare va depinde de aceste valori și va determina propria perioadă de irigare. Adică, plantele de coacere timpurie pot necesita mult mai puțină apă pentru a-și finaliza ciclul de dezvoltare sezonieră decât cele târzii, dar acest lucru nu se aplică în principal plantelor perene, cu arbusti arbori, care consumă umiditate pe tot parcursul sezonului de creștere.

Deși deficitele de umiditate nu sunt încă o necesitate în sine, în orice caz, deficitele de umiditate lunare calculate oferă o idee aproximativă despre care luni și câtă evaporare depășește precipitațiile, ceea ce este mult pentru a înțelege cât de multă irigare este necesară, sau te poti descurca fara el...

Oamenii de știință au descoperit că pentru a calcula consumul total de apă se pot folosi ecuații empirice care relaționează deficitul de umiditate cu consumul real de umiditate al unei culturi irigate (dacă se determină coeficienții care permit găsirea unei corespondențe între acești indicatori).
Una dintre cele mai simple dependențe arată astfel:

Мveg \u003d 10 * Kk * D

(2.1)

Unde Мweg - rata de irigare a perioadei de vegetație a culturii luate în considerare, m3/ha;
Kk este un coeficient empiric de cultură, care depinde și de specii de plante tehnologie agricolă aplicată și sezonul de vegetație;
D este deficitul total de umiditate în timpul perioadei de vegetație a culturii cultivate, mm.

Pe fig. 2.2, ca exemplu, arată fazele de dezvoltare a bumbacului, momentul începerii vegetației, momentul începerii perioadei de irigare, proporția evaporării fizice (de la suprafața solului) pentru zona climatică centrală a Uzbekistanului. .

Orez. 2.2, Perioade caracteristice (faze de dezvoltare) pentru bumbac pentru zona climatică centrală a Uzbekistanului.

Pentru a stabili valoarea coeficientului Kk, oamenii de știință efectuează experimente pe termen lung cu diferite variante de regimuri de irigare și compară randamentele obținute cu costurile cu apă, iar apoi aceste costuri sunt comparate cu deficitele reale de umiditate. Aceste lucrări le oferă acestora (oamenii de știință) un loc de muncă pe tot parcursul vieții, deoarece, în timp, soiurile de plante, tehnicile agricole utilizate și metodele de irigare se schimbă, iar clima, după cum știți, nu este constantă... așa că puteți studia mult timp. timp, s-ar putea spune - la infinit. De exemplu, în Figura 2.3 prezentăm rezultatele rezumării materialelor de studiu a regimurilor de irigare a bumbacului timp de aproximativ 70 de ani, inclusiv rezultatele a ~ 270 de experimente efectuate la mai mult de 13 stații experimentale din Uzbekistan. Această cultură a fost cea mai necesară timp de mulți ani, iar cele mai multe cercetări s-au efectuat asupra ei în Asia Centrală, ei bine, de vreo zece ori mai mult decât la lucernă, grâu și porumb!

Luați în considerare cu atenție cele trei grafice din Figura 2.3. Să explicăm puțin esența graficelor. Aici Y este randamentul pe orice parcelă din experimentul dat, iar Umakh este randamentul maxim pe parcela cu cea mai bună alimentare cu apă din acest experiment. Toate rezultatele comparate pentru parcele din fiecare experiment, în fiecare an al studiului au fost obținute în aceleași condiții meteorologice, dar pentru fiecare dintre parcelele din experiment, valorile raportului dintre rata de irigare și deficitul de umiditate pentru sezonul de vegetație (L/D) au fost diferite, iar randamentul ar fi trebuit să depindă doar de volumul apei de irigare.
Cu toate acestea, cifrele arată că un randament apropiat de maxim (U/Umax = 1) are loc în diferite experimente cu raportul dintre rata de irigare și deficitul de umiditate în timpul sezonului de vegetație de la 0,15 la 1,2, adică diferența este aproape de zece ori! Și de ce este așa este complet de neînțeles pentru noi, deoarece din fiecare serie de experimente descrise în lucrările oamenilor de știință, am selectat în mod special rezultatele numai ale celor în care a existat același „fond”, și doar rata de irigare s-a schimbat. Și această gamă de împrăștiere a datelor este aproape aceeași, atât la aproape, cât și la adâncime panza freatica! De remarcat, de asemenea, că randamentele maxime din experimentele pe care le-am ales pentru analiză nu au avut loc, în practică, sub 45 ... 50 q/ha, iar practic acești indicatori cei mai mici au fost caracteristici regiunilor de nord ale Uzbekistanului.
Se poate presupune că recolta, probabil, depinde nu numai de „fondul” și de volumul de apă furnizat pentru irigare, ci este și asociată cu arta fermierului? Sau poate din punctualitatea irigarii? Cum crezi? În orice caz, acest material cel mai bogat își așteaptă cercetătorii și analiștii...

Dar, deocamdată, nu ne mai rămâne nimic de făcut, cum să ne concentrăm pe „media de aur” a „norilor” de date experimentale și să luăm, în acest caz, același coeficient din formula 2.1 -
Kk \u003d M / D \u003d 0,4 ... 0,65 (mvalori mai mici pentru apele subterane apropiate și valori mai mari pentru cele adânci). Totuși, pentru orientare și nu e chiar așa de rău. Cunoscând deficitul din perioada de vegetație din datele meteo, este posibil, prin înmulțirea acestuia cu coeficientul Kk, să se obțină o nevoie aproximativă de apă de irigare. Pentru latitudinile mijlocii ale zonei de stepă din Uzbekistan, deficitul total pentru sezonul de vegetație (luni IV...IX) este de aproximativ 1000 mm. Atunci debitul de irigare va fi de la 400 la 650 mm, sau în termeni de m3/ha - 4000...6500 m3/ha.
Aproximativ aceeași cantitate este necesară pentru porumb pentru cereale, iar pentru cereale este suficientă o dată și jumătate mai puțin, adică 3000 ... 4500 m3 / ha. Trebuie remarcat faptul că o parte din această nevoie poate fi acoperită de rezerve de umiditate non-vegetative dacă pot fi depozitate în sol prin practici agricole adecvate.

Figura 2.3. Date reale despre consumul de apă pentru bumbac, obținute în experimentele diverșilor oameni de știință. Figura de sus colectează datele obținute la apele subterane apropiate, cea din mijloc arată date pentru condițiile de tranziție între apele subterane apropiate și adânci, iar cea de jos arată date pentru apele subterane sub 3 m.
(Punctele de deasupra liniei Y/Umax = 1 sunt condiționate, ele arată pur și simplu numărul de experimente utilizate pentru evaluarea unuia sau altul raport M/D și reprezentare grafică).

Până acum am vorbit despre indicatorii climatici medii pe termen lung, dar în natură nu există an pentru an, sunt ani secetoși și sunt foarte ploiosi. Desigur, nu este nevoie de udare într-un an ploios, dar într-un an uscat este foarte necesar. Prin urmare, echipamentele de irigare vor fi utilizate numai în anii secetoși selectați. Dar în anumite condiții, stabilitatea productivității producției agricole de-a lungul anilor poate fi mai importantă decât unele costuri suplimentare pentru organizarea irigațiilor.
Mai departe noi (în prelegerea 9) vom spune puțin despre ce se mai cheltuie apă în sistemele de irigare pentru a menține dezvoltarea normală a plantelor cultivate pe câmp și „nu va părea suficient”!
Mai jos, în Tabelul 3.1, de exemplu, valorile coeficienților Kk pentru diferite culturi din Uzbekistan sunt date din lucrare, care a rezumat vasta experiență a multor oameni de știință din Asia Centrală (Valori calculate ale normelor de irigare pentru culturile agricole în bazinele râurilor Syrdarya și Amudarya.Alcătuit de: V.R.Schroeder , V.F.Safonov și alții). „Îmi scot pălăria” unui mare om de știință - mentorul meu V.R.Schroeder, care a fost ideologul acestei lucrări gigantice, v-am familiarizat în mod special cu datele folosite în principal în compilarea ei, astfel încât să fiți critic cu orice concluzie care nu era al tău și pe cuvânt nu a fost de încredere nimănui.

Tabelul 2.1. Valorile coeficienților Kk pentru diferite culturi din zonele climatice ale Uzbekistanului.

cultură	Pe zone climatice
	C-1	C-2	C 1	C-2	Yu-1	Yu-2
Bumbac		0,60	0,63	0,65	0,68	0,70
Lucerna și alte ierburi	0,77	0,81	0,84	0,88	0,92	0,95
Grădini și alte plantații	0,53	0,55	0,58	0,60	0,62	0,65
Podgoriile	0,44	0,46	0,48	0,50	0,52	0,54
Porumb și sorg pentru cereale	0,62	0,61	0,62	0,59	0,58	0,57
Culturi pe rând cu repetate			0,66

O lipsă acută de fier în plantă provoacă... frunze.

Cationul... este implicat în mișcările stomatice.

Rezistența la adăpostirea în cereale crește....

Deficiența... provoacă leziuni la meristemele terminale.

Acizii nucleici conțin...

Ordinea creșterii conținutului de cenușă în organele și țesuturile plantelor.

INSUFICIENŢĂ

MACRO - ȘI MICROELEMENTE, SEMNIFICAȚIA LOR ȘI SEMNE ALE LOR

NUTRIȚIA MINERALĂ

Stabiliți o corespondență între un grup de plante și conținutul minim de apă necesar vieții.

ABSORȚIA ȘI TRANSPORTUL APEI

Absorbția și transportul apei

109. Apa reprezintă în medie __% din masa unei plante.

110. Semințele de plante în stare uscată la aer conțin ...% apă.

111. Aproximativ ....% din apa continuta in planta ia parte la transformari biochimice.

1. higrofite

2. mezofite

3. xerofite

4. hidrofite

113. Principalele funcții ale apei într-o plantă:….

1. mentinerea echilibrului termic

2. participarea la reacţii biochimice

3. asigurarea transportului de substanţe

4. crearea imunitatii

5. asigurarea comunicării cu Mediul extern

114. Principalul spațiu osmotic al celulelor vegetale mature este …..

1. vacuol

2. pereții celulari

3. citoplasmă

4. apoplast

5. symplast

115. Ridicarea apei de-a lungul unui trunchi de copac oferă ....

1. acţiunea de aspirare a rădăcinilor

2. presiunea rădăcinii

3. continuitatea firului de apă

4. presiunea osmotică a sucului vacuolar

5. caracteristici ale structurii grinzilor conductoare

116. Produsele fotosintezei includ... % din apa trecută prin plantă.

5. mai mult de 15

117. Deficitul maxim de apă în frunzele plantei în condiții normale
condiţiile observate în....

1. amiază

3. seara

118. O proporție semnificativă de apă datorită umflării coloizilor din plante
absorbi....

2. meristem

3. parenchim

5. lemn

119. Fenomen de desprindere a protoplastelor de peretele celular în hipertonic
soluțiile se numesc ###.

120. Gradul de deschidere a stomatelor afectează direct... .

1. transpiratie

2. absorbția de CO 2

3. selecția O 2

4. absorbtia ionilor

5. viteza de transport a asimilatelor

121. Transpirația cuticulară a frunzelor adulte este ...% din apa evaporată.

2. aproximativ 50

122. De obicei stomatele ocupă ... % din întreaga suprafață a frunzei.

5. mai mult de 10

123. Cea mai mare rezistenţă la curgerea apei lichide într-o plantă este..

1. sistem radicular

2. sistem conducător de frunze

3. vase de tulpină

4. pereții celulari mezofili

124. Suprafaţa totală a rădăcinilor depăşeşte suprafaţa organelor supraterane în
în medie de... ori.

125. Sulful este o parte a proteinei sub formă....

1. sulfit (SO 3)

2. sulfat (SO4)

3. grupare sulfhidril

4. gruparea disulfură

2. scoarță de copac
3.tulpina si radacina

5. lemn

127. Fosforul face parte din:....

1.carotenoide

2. aminoacizi

3. nucleotide

4. clorofilă

5. unele vitamine

128. Elemente de nutriție minerală în compoziția clorofilei: ...
1.Mg 2.Cl 3.Fe 4. N 5. Cu

129. Rolul biochimic al borului este că acesta... .

1. este un activator enzimatic

2. face parte din oxidoreductaze

3. activează substraturile

4. Inhibă o serie de enzime

5. intensifică sinteza aminoacizilor

1.N2.SЗ.Fe 4. Р 5. Са

1.Ca 2.Mn 3. N 4. P5.Si

132. Deficiența ... duce la căderea ovarului și la încetinirea creșterii polenului
tuburi.

1. Ca 2. K Z.Cu 4. B 5. Mo

3.0,0001-0,00001

1.Ca 2. K Z.N 4. Fe 5.Si

135. Coenzimele vegetale pot conţine următoarele elemente: ... .

1. K 2. Ca 3. Fe 4. Mn 5. B

1. Ca 2+ 2. M e 2+ Z. Na + 4. K + 5. Cu 2+

137. Ieșirea zaharurilor din frunze este împiedicată prin deficiența elementelor: ... .

1 .N 2. Ca Z.K 4. B 5.S

138. Putregaiul inimii sfeclei de zahăr este cauzat de....

1. exces de azot

2. lipsa de azot

3. deficit de bor

4. deficit de potasiu

5. Deficit de fosfor

139. Lipsa fosforului într-o plantă cauzează....

1. îngălbenirea frunzelor superioare

2. cloroza tuturor frunzelor

3. ondularea frunzelor de pe margini

4. aspectul coloraţiei antocianice

5. necroza tuturor tesuturilor

140. Potasiul este implicat în viața celulei în rol....

1. component al enzimelor

2. componentă a nucleotidelor

3. cationi intracelulari

4. Componentele peretelui celular

5. componente ale peretelui extracelular

3. rumenirea marginilor

4. pestriță
5.răsucirea

142. Lipsa de potasiu într-o plantă cauzează... .

1. apariţia necrozei de la marginile frunzelor

2. pârjolirea frunzelor

3. îngălbenirea frunzelor inferioare

4. rumenirea rădăcinilor

5. apariția colorației antocianice pe frunze

143. Enzima nitrat reductaza celulelor vegetale conține: ....

1. Fe 2.Mn Z.Mo 4. Mg 5. Ca

144. Ca rezultat, azotul este asimilat de către o celulă vegetală... .

1. interacțiunile nitraților cu carotenoizii

2. acceptând ATP amoniac

3. Aminarea acizilor ceto

4. Aminarea zaharurilor

5. Acceptarea nitraților de către peptide

Compoziția chimică și nutriția plantelor

Compoziția chimică a plantelor și calitatea culturilor

Rolul elementelor individuale în viața plantelor. Transferul de nutrienți cu randamentul culturii

Compoziția plantelor include apa și așa-numita materie uscată, reprezentată de compuși organici și minerali. Raportul dintre cantitatea de apă și substanța uscată din plante, organele și țesuturile acestora variază foarte mult. Astfel, conținutul de substanță uscată din fructele de castraveți, pepeni și tărtăcuțe poate fi de până la 5% din masa lor totală, în capete de varză, rădăcini de ridichi și napi - 7-10, rădăcini de sfeclă de masă, morcovi și bulbi de ceapă - 10-15, in organe vegetative majoritatea culturilor de câmp - 15-25, rădăcini de sfeclă de zahăr și tuberculi de cartofi - 20-25, în cereale și leguminoase - 85-90, semințe oleaginoase - 90-95%.

Apă

În țesuturile organelor vegetative în creștere ale plantelor, conținutul de apă variază de la 70 la 95%, iar în țesuturile de depozitare a semințelor și în celulele țesuturilor mecanice, de la 5 la 15%. Pe măsură ce plantele îmbătrânesc, cantitatea totală și conținutul relativ de apă din țesuturi, în special în organele de reproducere, scade.

Funcțiile apei în plante se datorează fizice inerente și proprietăți chimice. Are o capacitate termică specifică mare și, datorită capacității sale de a se evapora la orice temperatură, protejează plantele de supraîncălzire. Apa este un solvent excelent pentru mulți compuși; în mediul acvatic are loc disocierea electrolitică a acestor compuși și asimilarea ionilor de către plante, care conțin elementele necesare nutriției minerale. Tensiunea superficială ridicată a apei determină rolul acesteia în procesele de absorbție și mișcare a compușilor minerali și organici. Proprietățile polare și ordonarea structurală a moleculelor de apă determină hidratarea ionilor și a moleculelor compușilor cu molecularitate scăzută și înaltă din celulele plantelor.

Apa nu este doar o umplutură de celule vegetale, ci și o parte inseparabilă a structurii lor. Hidratarea celulelor țesutului vegetal determină turgența acestora (presiunea fluidului din interiorul celulei pe membrana acesteia), este un factor important în intensitatea și direcția diferitelor procese fiziologice și biochimice. Cu participarea directă a apei, au loc un număr mare de reacții biochimice de sinteză și descompunere a compușilor organici în organismele vegetale. Apa are o importanță deosebită în transformările energetice la plante, în primul rând în acumularea de energie solară sub formă de compuși chimici în timpul fotosintezei. Apa are capacitatea de a transmite razele părții vizibile și aproape violete a luminii necesare fotosintezei, dar întârzie o anumită parte radiații termice infraroșii.

Substanța uscată

Substanța uscată a plantelor este reprezentată în proporție de 90-95% de compuși organici - proteine ​​și alte substanțe azotate, carbohidrați (zaharuri, amidon, fibre, substanțe pectinice), grăsimi, al căror conținut determină calitatea culturii (Tabelul 1).

Colectarea substanței uscate cu partea comercială a recoltei principalelor culturi agricole poate varia într-un interval foarte larg - de la 15 la 100 de cenți sau mai mult la 1 ha.

Proteine ​​și alți compuși azotați.

Proteinele - baza vieții organismelor - joacă un rol decisiv în toate procesele metabolice. Proteinele îndeplinesc funcții structurale și catalitice, ele fiind, de asemenea, una dintre principalele substanțe de depozitare ale plantelor. Conținutul de proteine ​​în organele vegetative ale plantelor este de obicei de 5-20% din masa lor, în semințele de cereale - 6-20%, iar în semințele de leguminoase și oleaginoase - 20-35%.

Proteinele au următoarea compoziție elementară destul de stabilă (în%): carbon - 51-55, oxigen - 21-24, azot - 15-18, hidrogen - 6,5-7, sulf - 0,3-1,5.

Proteinele vegetale sunt construite din 20 de aminoacizi și două amide. De o importanță deosebită este conținutul în proteinele vegetale al așa-numiților aminoacizi esențiali (valină, leucină și izoleucină, treonină, metionină, histidină, lizină, triptofan și fenilalanină), care nu pot fi sintetizate la om și la animale. Acești aminoacizi pe care oamenii și animalele îi primesc numai din alimente vegetale. Produse alimentareși furaje.

Tabelul numărul 1.
In medie compoziție chimică randamentul plantelor agricole, în% (conform lui B.P. Pleshkov)

cultură	Apă	Veverițe	Proteine ​​brute	Grasimi	Dr. carbohidrați	Celuloză	Frasin
grâu (bob)	12	14	16	2,0	65	2,5	1,8
Secara (boabe)	14	12	13	2,0	68	2,3	1,6
ovăz (cereale)	13	11	12	4,2	55	10,0	3,5
orz (bob)	13	9	10	2,2	65	5,5	3,0
Orez (boabe)	11	7	8	0,8	78	0,6	0,5
Porumb (boabe)	15	9	10	4,7	66	2,0	1,5
Hrișcă (bob)	13	9	11	2,8	62	8,8	2,0
Mazăre (bob)	13	20	23	1,5	53	5,4	2,5
Fasole (bob)	13	18	20	1,2	58	4,0	3,0
soia (cereale)	11	29	34	16,0	27	7,0	3,5
floarea soarelui (sâmburi)	8	22	25	50	7	5,0	3,5
Seminte de in)	8	23	26	35	16	8,0	4,0
Cartofi (tuberculi)	78	1,3	2,0	0,1	17	0,8	1,0
Sfecla de zahar (radacini)	75	1,0	1,6	0,2	19	1,4	0,8
sfeclă furajeră (rădăcini)	87	0,8	1,5	0,1	9	0,9	0,9
Morcovi (rădăcini)	86	0,7	1,3	0,2	9	1,1	0,9
Ceapă	85	2,5	3,0	0,1	8	0,8	0,7
Trifoi (masa verde)	75	3,0	3,6	0,8	10	6,0	3,0
Echipa arici (masa verde)	70	2,1	3,0	1,2	10	10,5	2,9
* Proteina brută include proteine ​​și substanțe azotate neproteice

Proteinele diferitelor culturi agricole sunt inegale în compoziția de aminoacizi, solubilitate și digestibilitate. Prin urmare, calitatea produselor vegetale este evaluată nu numai prin conținut, ci și prin digestibilitatea, utilitatea proteinelor pe baza studiului compoziției lor fracționate și aminoacizilor.

Proteinele conțin marea majoritate a azotului din semințe (cel puțin 90% din cantitatea totală de azot din ele) și organele vegetative ale majorității plantelor (75-90%). În același timp, în tuberculii de cartofi, culturile rădăcinoase și legumele cu frunze, până la jumătate din cantitatea totală de azot se încadrează în ponderea compușilor azotați neproteici. Sunt reprezentați în plante prin compuși minerali (nitrați, amoniu) și compuși organici (dintre care predomină aminoacizii și amidele libere, care sunt bine absorbite de organismele animale și umane). O mică parte din compușii organici neproteici din plante este reprezentată de peptide (construite dintr-un număr limitat de reziduuri de aminoacizi și, prin urmare, spre deosebire de proteine, având o greutate moleculară mică), precum și baze purinice și pirimidinice (care fac parte din acizi nucleici).

Pentru a evalua calitatea produselor vegetale, este adesea folosit indicatorul „proteină brută”, care exprimă suma tuturor compușilor azotați (compuși proteici și neproteici). Calculați „proteina brută” prin înmulțirea procentului de azot total din plante cu un factor de 6,25 (derivat din conținutul mediu de azot (16%) al compușilor proteici și neproteici).

Calitatea boabelor de grâu este evaluată prin conținutul de gluten crud, a cărui cantitate și proprietăți determină proprietățile de coacere ale făinii. Glutenul crud este un cheag proteic care rămâne atunci când aluatul amestecat cu făină este spălat cu apă. Glutenul crud conține aproximativ 2/3 apă și 1/3 solide, reprezentate în primul rând de proteine ​​puțin solubile (solubile în alcool și alcali). Glutenul are elasticitate, reziliență și coeziune, de care depinde calitatea produselor coapte din făină. Între conținutul de „proteine ​​brute” din boabele de grâu și „gluten brut” există o anumită corelație. Cantitatea de gluten brut poate fi calculată prin înmulțirea procentului de proteină brută din cereale cu un factor de 2,12.

Carbohidrați

Glucidele din plante sunt reprezentate de zaharuri (monozaharide si oligozaharide care contin 2-3 reziduuri de monozaharide) si polizaharide (amidon, fibre, substante pectinice).

Gustul dulce al multor fructe și fructe de pădure este asociat cu conținutul lor de glucoză și fructoză. Glucoza în cantități semnificative (8-15%) se găsește în struguri, de la care a primit denumirea de „zahăr din struguri”, și reprezintă până la jumătate din cantitatea totală de zaharuri din fructe și fructe de pădure. Fructoza, sau „zahărul din fructe”, se acumulează în cantități mari în fructele cu sâmburi (6-10%) și se găsește în miere. Este mai dulce decât glucoza și zaharoza. În culturile rădăcinoase, proporția de monozaharide între zaharuri este mică (până la 1% din conținutul total al acestora).

Zaharoza este o dizaharidă formată din glucoză și fructoză. Zaharoza este principalul carbohidrat de stocare în rădăcinile de sfeclă de zahăr (14-22%) și sucul de tulpină trestie de zahar(11-25%). Scopul creșterii acestor plante este obținerea de materii prime pentru producerea zahărului folosit în alimentația umană. Se gaseste in cantitati mici in toate plantele, continutul sau mai mare (4-8%) se gaseste in fructe si fructe de padure, precum si in morcovi, sfecla de masa si ceapa.

Amidonul se găsește în cantități mici în toate organele plantelor verzi, dar se acumulează în tuberculi, bulbi și semințe ca principal carbohidrat de stocare. în tuberculii de cartofi soiurile timpurii conținut de amidon 10-14%, coacere medie și târzie - 16-22%. Pe baza greutății uscate a tuberculilor, aceasta este de 70-80%. Aproximativ același conținut relativ de amidon în semințele de orez și de orz de malț. În boabele altor cereale, amidonul este de obicei de 55-70%. Există o relație inversă între conținutul de proteine ​​și amidon din plante. În semințele bogate în proteine ​​ale culturilor leguminoase, există mai puțin amidon decât în ​​semințele de cereale; chiar mai puțin amidon în semințe oleaginoase.

Amidonul este un carbohidrat care este ușor digerabil de oameni și animale. În timpul hidrolizei enzimatice (sub acțiunea enzimelor amilaze) și acide, se descompune în glucoză.

Celuloza, sau celuloza, este componenta principală a pereților celulari (la plante este asociată cu lignină, pectine și alți compuși). Fibrele de bumbac sunt 95-98%, fibrele de liban de in, cânepă, iută sunt 80-90% fibre. În semințele de cereale peliculoase (ovăz, orez, mei) fibrele conțin 10-15%, iar în semințele de cereale care nu au pelicule - 2-3%, în semințele de leguminoase - 3-5%, în culturi de rădăcină și tuberculi de cartofi - aproximativ 1 %. În organele vegetative ale plantelor, conținutul de fibre este de la 25 la 40% din greutatea uscată.

Celuloza este o polizaharidă cu greutate moleculară mare dintr-un lanț neramificat de reziduuri de glucoză. Digestibilitatea sa este mult mai slabă decât amidonul, deși glucoza se formează și cu hidroliza completă a fibrelor.

Pectinele sunt polizaharide cu greutate moleculară mare care se găsesc în fructe, rădăcini și fibre vegetale. În plantele fibroase, ele fixează mănunchiuri individuale de fibre împreună. Proprietatea pectinelor în prezența acizilor și a zaharurilor de a forma jeleuri sau jeleuri este utilizată în industria cofetăriei. Structura acestor polizaharide se bazează pe un lanț de resturi de acid poligalacturonic cu grupări metil.

Grăsimile și substanțele asemănătoare grăsimilor (lipide) sunt componente structurale ale citoplasmei celulelor vegetale, iar în semințele oleaginoase joacă rolul de compuși de rezervă. Cantitatea de lipide structurale este de obicei mică - 0,5-1% din greutatea umedă a plantelor, dar acestea îndeplinesc funcții importante în celulele vegetale, inclusiv reglarea permeabilității membranei. Semințele oleaginoase și boabele de soia sunt folosite pentru a produce grăsimi vegetale numite uleiuri.

De structura chimica grăsimi - un amestec de esteri ai alcoolului trihidroxilic glicerol și acizi grași cu greutate moleculară mare. În grăsimile vegetale, acizii nesaturați sunt reprezentați de acizii oleic, linoleic și linolenic, iar acizii saturați sunt acizii palmitic și stearic. Compoziția acizilor grași din uleiurile vegetale determină proprietățile acestora - consistența, punctul de topire și capacitatea de uscare, râncezirea, saponificarea, precum și valoare nutritionala. Linoleic și linolenic acid gras se găsesc doar în uleiurile vegetale și sunt „indispensabile” pentru om, întrucât nu pot fi sintetizate în corpul său. Grăsimile sunt substanțele de rezervă cele mai eficiente din punct de vedere energetic - atunci când sunt oxidate, se eliberează de două ori mai multă energie pe unitatea de masă decât carbohidrații și proteinele.

Lipidele includ, de asemenea, fosfatide, ceară, carotenoide, stearine și vitaminele liposolubile A, D, E și K.

În funcție de tipul și natura utilizării produselor, valoarea compușilor organici individuali poate fi diferită. În cerealele, principalele substanțe care determină calitatea produselor sunt proteinele și amidonul. Grâul este bogat în proteine ​​în rândul culturilor de cereale, iar orezul și orzul de malț sunt bogate în amidon. Atunci când se folosește orz pentru producția de bere, acumularea de proteine ​​degradează calitatea materiilor prime. De asemenea, este nedorită acumularea de compuși azotați proteici și neproteici în rădăcinile de sfeclă de zahăr utilizate pentru producția de zahăr. Culturile leguminoase și leguminoasele se disting printr-un conținut ridicat de proteine ​​și un conținut mai scăzut de carbohidrați, calitatea recoltei lor depinde în primul rând de cantitatea de acumulare de proteine. Calitatea tuberculilor de cartofi este evaluată prin conținutul de amidon. Scopul cultivării inului, cânepei și bumbacului este obținerea de fibre, formate din fibre. O cantitate crescută de fibre în masa verde și fânul ierburilor anuale și perene le înrăutățește calitățile furajelor. Semințele oleaginoase sunt cultivate pentru grăsimi - uleiuri vegetale utilizate atât în ​​scopuri alimentare, cât și în scopuri industriale. Calitatea produselor agricole poate depinde și de prezența altor compuși organici - vitamine, alcaloizi, acizi organici și substanțe pectinice, uleiuri esențiale și de muștar.

Condițiile de nutriție a plantelor sunt importante pentru creșterea recoltei brute a celei mai valoroase părți a culturii și pentru îmbunătățirea calității acesteia. De exemplu, o creștere a nutriției cu azot crește conținutul relativ de proteine ​​din plante, iar o creștere a nivelului de nutriție fosfor-potasiu asigură o acumulare mai mare de carbohidrați - zaharoză în rădăcinile de sfeclă de zahăr, amidon în tuberculii de cartofi. Prin crearea unor condiții nutriționale adecvate cu ajutorul îngrășămintelor, este posibilă creșterea acumulării celor mai valoroși compuși organici din punct de vedere economic în materia uscată a plantelor.

Compoziția elementară a plantelor

Substanța uscată a plantelor are în medie următoarea compoziție elementară (în procente în greutate); carbon - 45, oxigen - 42, hidrogen - 6,5, elemente de azot și cenușă - 6,5. În total, în plante au fost găsite peste 70 de elemente. La nivelul actual de dezvoltare a datelor științifice, aproximativ 20 de elemente (inclusiv carbon, oxigen, hidrogen, azot, fosfor, potasiu, calciu, magneziu, sulf, fier, bor, cupru, mangan, zinc, molibden, vanadiu, cobalt și iod ) sunt considerate cu siguranță esențiale pentru plante. Fără ele, cursul normal al proceselor de viață și finalizarea întregului ciclu de dezvoltare a plantelor sunt imposibile. În ceea ce privește mai mult de 10 elemente (inclusiv siliciu, aluminiu, fluor, litiu, argint etc.), există informații despre efectul lor pozitiv asupra creșterii și dezvoltării plantelor; aceste elemente sunt considerate condițional necesare. Evident, odată cu îmbunătățirea metodelor de analiză și cercetare biologică, numărul total de elemente din compoziția plantelor și lista elementele necesare va fi extins.

Carbohidrații, grăsimile și alți compuși organici fără azot sunt formați din trei elemente - carbon, oxigen și hidrogen, iar azotul este, de asemenea, inclus în compoziția proteinelor și a altor compuși organici azotați. Aceste patru elemente - C, O, H și N sunt numite organogenice, ele reprezintă în medie aproximativ 95% din substanța uscată a plantelor.

Când materialul vegetal este ars, elementele organogenice se evaporă sub formă de compuși gazoși și vapori de apă, iar numeroase elemente „cenuşă” rămân în cenușă, în principal sub formă de oxizi, care reprezintă în medie doar aproximativ 5% din masa de materia uscata.

Elementele de azot și cenușă precum fosfor, sulf, potasiu, calciu, magneziu, sodiu, clor și fier se găsesc în plante în cantități relativ mari (de la câteva procente până la sutimi de procent de substanță uscată) și sunt numite macronutrienți.

Diferențele cantitative ale conținutului de macro și microelemente din substanța uscată a plantelor sunt prezentate în tabelul 2.

Conținutul relativ de elemente de azot și cenușă din plante și organele acestora poate varia foarte mult și este determinat de caracteristicile biologice ale culturii, vârstă și condițiile nutriționale. Cantitatea de azot din plante este strâns corelată cu conținutul de proteine ​​și este întotdeauna mai mult în semințe și frunze tinere decât în ​​paiele culturilor mature. Vârfurile conținutului de azot sunt mai mari decât în ​​tuberculi și culturi de rădăcină. Cenușa reprezintă 2 până la 5% din masa de substanță uscată în partea comercială a recoltei principalelor culturi agricole, în frunze tinere și paie de cereale, vârfuri de rădăcină și tuberculi 6-14%. Legumele cu frunze (sapata verde, spanac) au cel mai mare continut de cenusa (pana la 20% sau mai mult).

Compoziția elementelor de cenușă din plante are, de asemenea, diferențe semnificative (Tabelul 3). În cenușa semințelor de cereale și leguminoase, cantitatea de oxizi de fosfor, potasiu și magneziu este de până la 90%, iar fosforul predomină printre aceștia (30-50% din masa cenușii). Ponderea fosforului în cenușa frunzelor și a paielor este mult mai mică, iar în compoziția sa predomină potasiul și calciul. Cenușa tuberculilor de cartofi, a rădăcinilor de sfeclă de zahăr și a altor culturi de rădăcină este reprezentată în principal de oxidul de potasiu (40-60% din masa cenușii). Cenușa de rădăcină conține o cantitate semnificativă de sodiu, iar paiele de cereale conțin siliciu. Leguminoasele și plantele din familia varzei se disting printr-un conținut mai mare de sulf.

Tabelul numărul 3.
Conținutul aproximativ al elementelor individuale în cenușa vegetală, în % din masa sa

cultură	P2O5	K2O	Cao	MgO	SO 4	Na2O	SiO2
Grâu
porumb	48	30	3	12	5	2	2
paie	10	30	20	6	3	3	20
Mazăre
porumb	30	40	5	6	10	1	1
paie	8	25	35	8	6	2	10
Cartof
tuberculii	16	60	3	5	6	2	2
vrej	8	30	30	12	8	3	2
Sfeclă de zahăr
rădăcini	15	40	10	10	6	10	2
vrej	8	30	15	12	5	25	2
floarea soarelui
semințe	40	25	7	12	3	3	3
tulpini	3	50	15	7	3	2	6

Compoziția plantelor în cantități relativ mari include siliciu, sodiu și clor, precum și un număr semnificativ de așa-numitele ultramicroelemente, al căror conținut este extrem de scăzut - de la 10 -6 la 10 -8%. Funcțiile fiziologice și necesitatea absolută a acestor elemente pentru organismele vegetale nu au fost încă stabilite definitiv.