Rola sodu w życiu roślin
Sód reguluje transport węglowodanów w roślinie. Dobre zaopatrzenie roślin w sód zwiększa ich zimotrwalosc. Wraz z jego niedoborem spowalnia powstawanie chlorofilu.
Ciało zwierzęcia zawiera około 0,1% sodu (wagowo).
Sód rozprowadzany jest po całym organizmie. W organizmie człowieka sód występuje w czerwonych krwinkach, surowicy krwi, sokach trawiennych, mięśniach, wszystkich narządach wewnętrznych i skórze. 40% sodu znajduje się w tkance kostnej.
Razem z potasem sód tworzy potencjał transbłonowy komórki i zapewnia pobudliwość błony komórkowej. Wchodzi także w skład pompy sodowo-potasowej, czyli specjalnego białka (kompleksu porów), które przenika przez całą grubość membrany. Zewnątrzkomórkowe stężenie jonów Na+ jest zawsze wyższe niż wewnątrzkomórkowe, przez co gradient stężeń tych jonów kierowany jest do komórki, zapewniając aktywny transport substancji do wnętrza komórki. Sód utrzymuje równowagę kwasowo-zasadową w
organizmu, reguluje ciśnienie krwi, pracę nerwów i mięśni, wchłanianie glukozy przez komórki, tworzenie glikogenu, syntezę białek, wpływa na stan błon śluzowych ważnych narządów przewodu pokarmowego. Metabolizm sodu jest kontrolowany przez tarczycę.
Jej niedobór powoduje bóle głowy, osłabienie pamięci, utratę apetytu, zwiększoną kwasowość soku żołądkowego, problemy z pęcherzem i może wystąpić zmęczenie.
Nadmiar sodu prowadzi do zatrzymywania wody w organizmie (obrzęki), nadciśnienia i chorób serca.
Sól. Wszystkie słone potrawy. Owoce morza. Warzywa i warzywa: kapusta, mięta, koperek, pietruszka, marchew, cebula, sałata, papryka, szparagi, chrzan, czosnek. Owoce i jagody: czarne porzeczki, żurawina, cytryny. Produkty pochodzenia zwierzęcego: kiełbasa, smalec, solona ryba, kawior, ser.
NaCl
NaHCO3– wodorowęglan sodu, soda oczyszczona.
Wiesz to…
Sód został odkryty w 1807 roku przez angielskiego chemika i fizyka G. Davy'ego i otrzymał swoją nazwę od języka arabskiego. natron Lub natrun– detergent – do stosowania sody naturalnej i sody kaustycznej do produkcji mydła.
Liczba atomów sodu w organizmie człowieka wynosi 2,8 x 10 24, a w jednej komórce ludzkiej 2,8 x 10 10.
Dzienne spożycie sodu w organizmie z pożywienia wynosi średnio 4,4 g.
W medycynie chlorek sodu stosowany jest w postaci izotonicznego 0,9% roztworu w celu odwodnienia organizmu. Sód jest zawarty w wielu lekach, w tym w antybiotykach i Vicasolu, syntetycznej pochodnej witaminy K.
Wapń
Rola wapnia w życiu roślin
Zawartość wapnia w roślinach wynosi średnio 0,3% (wagowo). Substancje pektynowe (sole wapniowe i magnezowe kwasu galakturonowego) wchodzą w skład ścian komórkowych i substancji międzykomórkowej roślin wyższych i niższych. Wapń służy jako budulec płytki przyśrodkowej, a także jest składnikiem „zewnętrznego szkieletu” glonów; zwiększa wytrzymałość tkanek roślinnych i pomaga zwiększyć wytrzymałość roślin.
Niedobór Ca powoduje pęcznienie substancji pektynowych, złuszczanie ścian komórkowych i gnicie roślin; system korzeniowy cierpi, wierzchołki roślin i młode liście stają się białe. Nowo utworzone liście są małe, zakrzywione, z nieregularny kształt krawędzie, na talerzu pojawiają się jasnożółte plamy, krawędzie liści pochylają się. Przy poważnym niedoborze wapnia wierzchołek pędu obumiera.
Jeśli gleba ma wysoką zawartość wapnia, rośliny wskaźnikowe dobrze rosną na tych obszarach: Pantofel damski, słonecznik, aster stepowy, paproć z rodzaju pellea, storczyk, mordovnik, ropuszka, naparstnica wielkokwiatowa, rogatek górski itp.
Rola w życiu zwierząt i ludzi
Ciało zwierzęcia zawiera średnio od 1,9% do 2,5% wapnia (wagowo). Wapń jest materiałem do budowy szkieletów kostnych. Węglan wapnia CaCO 3 jest częścią koralowców, muszle mięczaków, muszelki jeżowce i szkielety mikroorganizmów.
W organizmie człowieka 98–99% wapnia znajduje się w kościach szkieletu, które pełnią rolę „magazynu” wapnia; Jony wapnia występują we wszystkich tkankach i płynach ustroju: 1 g w osoczu krwi, 6–8 g w tkankach miękkich. Dla osoby ważącej 70 kg zawartość Ca w organizmie wynosi 1700 g, w tym 80% fosforanu wapnia Ca 3 (PO 4) 2 i 13% węglanu wapnia CaCO 3.
Wapń jest niezbędny do procesów hematopoezy i krzepnięcia krwi, do regulacji czynność serca, skurcz mięśni, metabolizm, zmniejszenie przepuszczalności naczyń, dla prawidłowego wzrostu kości (szkielet, zęby). Związki wapnia korzystnie wpływają na stan układu nerwowego, przewodzenie impulsów nerwowych, działają przeciwzapalnie, zapewniają przepuszczalność błony komórkowej i aktywują niektóre enzymy. Metabolizm wapnia w organizmie człowieka i zwierząt regulowany jest przez kalcytoninę – hormon tarczycy, hormon przytarczyc – hormon przytarczyc oraz kalcyferole – grupę witaminy D. Należy pamiętać, że organizm wchłania wapń tylko w obecności tłuszczu: np. na każde 0,06 g wapnia potrzebny jest 1 g tłuszczu. Wapń jest usuwany z organizmu przez jelita i nerki.
Brak wapnia prowadzi do osteoporozy, zaburzeń w układzie mięśniowo-szkieletowym i nerwowym oraz niedostatecznej krzepliwości krwi.
Główne źródła spożycia
Warzywa i zboża: groch, soczewica, soja, fasola, fasola, szpinak, marchew, rzepa, młode liście mniszka lekarskiego, seler, szparagi, kapusta, buraki, ziemniaki, ogórki, sałata, cebula, ziarna pszenicy, pieczywo żytnie, płatki owsiane. Owoce i jagody: jabłka, wiśnie, agrest, truskawki, morele, porzeczki, jeżyny, pomarańcze, ananasy, brzoskwinie, winogrona. Migdałowy. Nabiał: twarożek, śmietana, kefir.
Najczęstsze połączenia
CaCO3– węglan wapnia, kreda, marmur, wapień.
Ca(OH) 2– wodorotlenek wapnia, wapno gaszone (puch).
Sao– tlenek wapnia, nie wapno gaszone(wrzenie).
CaOCl 2– mieszana sól kwasu solnego i podchlorawego, wybielacz (wybielacz).
CaSO4 X 2H2O– siarczan wapnia dwuwodny, gips.
Wiesz to…
Wapń odkrył angielski chemik H. Denis w 1808 roku podczas elektrolizy mokrego wapna gaszonego Ca(OH) 2. Jego nazwa pochodzi od łac. wapń(rodzaj przypadku łac. popiół– kamień, wapień) według zawartości wapienia.
Liczba atomów wapnia w organizmie człowieka wynosi 1,6 x 10 25, a w jednej komórce 1,6 x 10 11.
Dzienne spożycie wapnia z pożywienia i wody wynosi 500–1500 mg.
Wapienne szkielety polipów koralowych, składające się z węglanu wapnia, tworzą rafy i atole, wyspy koralowe w morzach tropikalnych. Ze szkieletów polipów koralowych, które wymierały przez wiele tysiącleci, powstały warstwy wapienia, kredy i marmuru, które są wykorzystywane jako materiały budowlane.
Istnieją rośliny zwane kalcefilami (z gr. fillo- uwielbiam), które rosną głównie na glebach zasadowych zasobnych w wapń, a także w miejscach występowania wapieni i kredy (zawilce, wiązówka sześciopłatkowa, modrzew europejski itp.).
Istnieją rośliny zwane kalcepobami (z gr. Fobos- strach), które unikają gleb wapiennych, ponieważ... obecność jonów wapnia hamuje ich wzrost (mchy torfowe, niektóre zboża).
Siarka
Rola siarki w życiu roślin i mikroorganizmów
Zawartość siarki w roślinach wynosi średnio 0,05% (wagowo). Siarka wchodzi w skład aminokwasów (cystyna, cysteina, metionina). Rośliny pozyskują siarkę z gleby z rozpuszczalnych siarczanów, a bakterie gnilne przekształcają siarkę białek w siarkowodór H 2 S (stąd obrzydliwy zapach zgnilizny). Jednak większość siarkowodoru powstaje podczas redukcji siarczanów przez bakterie redukujące siarczany. Ten H2S jest utleniany przez bakterie fototroficzne pod nieobecność tlenu cząsteczkowego do siarki i siarczanów, a w obecności O2 jest utleniany do siarczanów przez tlenowe bakterie siarkowe.
U wielu bakterii siarka jest tymczasowo magazynowana w postaci granulek. Jego ilość zależy od zawartości siarkowodoru: przy jego niedoborze siarka utlenia się do kwasu siarkowego.
2H 2 S + O 2 ––> 2H 2 O + 2S + energia
2S + 3O 2 + 2H 2 O ––> 2H 2 SO 4 + energia
W zbiornikach, których woda zawiera siarkowodór, żyją bezbarwne bakterie siarkowe begiatoa i tiothrix. Nie potrzebują żywności organicznej. Wykorzystują siarkowodór do chemosyntezy: w wyniku reakcji pomiędzy H 2 S, CO 2 i O 2 powstają węglowodany i siarka elementarna.
Większość siarka nie jest wchłaniana przez rośliny, ale pomaga im wchłonąć fosfor. Brak siarki zmniejsza tempo fotosyntezy. Wskaźnikiem dużej zawartości siarki w glebie są astragalus.
Rola w życiu zwierząt i ludzi
Ciało zwierzęcia zawiera 0,25% siarki (wagowo). Najprostsze radiolary planktonowe mają szkielet mineralny wykonany z siarczanu strontu, który zapewnia nie tylko ochronę, ale także „unoszenie się” w słupie wody.
Ciało ludzkie zawiera wagowo 400–700 ppm siarki. Siarka wchodzi w skład białek i aminokwasów, enzymów i witamin. Jest szczególnie ważny dla syntezy białek w skórze, paznokciach i włosach. Siarka jest część integralna substancje czynne: witaminy i hormony (np. insulina). Bierze udział w procesach redoks, metabolizmie energetycznym i reakcjach detoksykacji, aktywuje enzymy.
Jeśli brakuje siarki, skóra jest narażona choroby zapalne obserwuje się łamliwość kości i wypadanie włosów.
Wśród związków siarki za szczególnie niebezpieczny uważa się siarkowodór - gaz, który ma nie tylko ostry zapach, ale także dużą toksyczność. W czysta forma natychmiast zabija człowieka. Niebezpieczeństwo jest duże nawet przy niewielkiej (około 0,01%) zawartości siarkowodoru w powietrzu. Siarkowodór jest niebezpieczny, ponieważ gromadząc się w organizmie, łączy się z żelazem, które jest częścią hemoglobiny, co może prowadzić do poważnego głodu tlenu i śmierci.
Główne źródła spożycia
Produkty pochodzenie roślinne: orzechy, rośliny strączkowe, kapusta, chrzan, czosnek, dynia, figi, agrest, śliwki, winogrona. Produkty pochodzenia zwierzęcego: mięso, jaja, sery, mleko.
Najczęstsze połączenia
H2S- siarkowodór.
Na2S– siarczek sodu.
Wiesz to…
Siarka znana jest od I wieku. PNE. Nazwa pochodzi od starożytnego Hindusa Syrah– jasnożółty, kolor naturalnej siarki; Nazwa łacińska wywodząca się z sanskrytu. smog– łatwopalny proszek.
Liczba atomów siarki w organizmie człowieka wynosi 3,3 x 10 24, a w jednej komórce - 2,4 x 10 10.
Siarkowodór H 2 S jest trującym, cuchnącym gazem, stosowanym w przemyśle chemicznym, a także jako środek leczniczy (kąpiele siarkowe). Siarka wchodzi w skład leków, w tym antybiotyków, które mogą hamować działanie drobnoustrojów. Drobno rozproszona siarka jest podstawą maści do leczenia grzybiczych chorób skóry.
Naturalne siarczki stanowią podstawę rud metali nieżelaznych i rzadkich i są szeroko stosowane w metalurgii. Siarczki metali alkalicznych i ziem alkalicznych Na 2 S, CaS, BaS wykorzystywane są w produkcji skór.
Chlor
Rola chloru w życiu roślin i mikroorganizmów
Zawartość chloru w roślinach wynosi około 0,1% (wagowo). Jest to jeden z głównych elementów metabolizmu wody i soli wszystkich żywych organizmów. Niektóre rośliny (halofity) nie tylko potrafią rosnąć na glebach zasolonych o dużej zawartości soli kuchennej (NaCl), ale także akumulują chlorki. Należą do nich solanka, solanka, brukiew, tamarix itp. Jony chloru Cl - uczestniczą w metabolizmie energetycznym i wpływają pozytywnie na pobieranie tlenu przez korzenie. W roślinach chlor bierze udział w reakcjach utleniania i fotosyntezie.
Mikroorganizmy halofilne żyją w środowiskach o stężeniu NaCl do 32% - w zbiornikach słonowodnych i glebach zasolonych. Są to bakterie z rodzaju Parakok, Pseudomonas, Wibracja i kilka innych. Potrzebują wysokich stężeń NaCl, aby utrzymać integralność strukturalną błony cytoplazmatycznej i funkcjonowanie związanych z nią układów enzymatycznych.
Rola w życiu zwierząt i ludzi
Ciało zwierzęcia zawiera od 0,08 do 0,2% chloru (wagowo). Ujemnie naładowane jony chloru, które dominują w organizmie zwierząt, odgrywają ogromną rolę w metabolizmie wody i soli. W warunkach dużego zasolenia, przy zawartości soli w wodzie co najmniej 3%, żyją halofity: radiolary, koralowce rafotwórcze, mieszkańcy raf koralowych i namorzynów, większość szkarłupni, głowonogów i wielu skorupiaków. Wody śródlądowe o zasoleniu od 2,4–10 do 30% zamieszkują niektóre wrotki, skorupiaki Artemia salina, larwa komara Aedes Togoi i kilka innych.
Tkanka mięśniowa człowieka zawiera 0,20–0,52% chloru, tkanka kostna – 0,09%, a krew – 2,89 g/l. Organizm dorosłego człowieka zawiera około 95 g chloru. Codziennie człowiek otrzymuje 3–6 g chloru z pożywienia. Główną formą przedostawania się do organizmu jest chlorek sodu. Pobudza metabolizm i wzrost włosów. Chlor decyduje procesy fizyczne i chemiczne w tkankach organizmu, uczestniczy w utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej w tkankach (osmoregulacja). Chlor jest główną substancją czynną osmotycznie we krwi, limfie i innych płynach ustrojowych.
Kwas solny wchodzący w skład soku żołądkowego odgrywa szczególną rolę w trawieniu, zapewniając aktywację enzymu pepsyny i działa bakteriobójczo.
Obecność około 0,0001% chloru w powietrzu działa drażniąco na błony śluzowe. Ciągłe narażenie na taką atmosferę może prowadzić do chorób oskrzeli i gwałtownego pogorszenia samopoczucia. Według obowiązujących norm sanitarnych zawartość chloru w powietrzu w pomieszczeniach pracy nie powinna przekraczać 0,001 mg/l, tj. 0,00003%. Zawartość chloru w powietrzu w ilości 0,1% powoduje ostre zatrucie, którego pierwszą oznaką są silne napady kaszlu. W przypadku zatrucia chlorem należy bezwzględnie odpocząć; warto wdychać tlen lub amoniak (amoniak) lub opary alkoholu z eterem.
Główne źródła spożycia
Chlorek sodu to sól kuchenna. Słone potrawy. Człowiek powinien dziennie spożywać około 20 g soli kuchennej.
Najczęstsze połączenia
NaCl– chlorek sodu, sól kuchenna.
HCl– kwas solny, kwas solny.
HgCl2– chlorek rtęci(II), sublimowany.
Wiesz to…
Chlor po raz pierwszy otrzymał szwedzki chemik K. Scheele w reakcji kwasu solnego z piroluzytem MnO 2 x H 2 O. Nazwa pochodzi z języka greckiego. Kloros– żółto-zielona barwa więdnących liści – ze względu na barwę gazowego chloru.
Ze związkami chloru, zwłaszcza z sól kuchenna NaCl był znany ludzkości od czasów prehistorycznych. Alchemicy znali kwas solny HCl i jego mieszaninę z kwasem azotowym HNO 3 - wodę królewską.
Liczba atomów chloru w organizmie człowieka wynosi 1,8 x 10 24, a w jednej komórce - 1,8 x 10 10.
W małych dawkach trujący chlor może czasami służyć jako antidotum. W ten sposób ofiary siarkowodoru otrzymują niestabilny zapach wybielacza. Wchodząc w interakcję, obie trucizny zostają wzajemnie zneutralizowane.
Chlorowanie wody kranowej niszczy bakterie chorobotwórcze.
Istnieją organizmy wodne - halofoby, które nie tolerują wysokich wartości zasolenia i żyją wyłącznie w zbiornikach wodnych świeżych (zasolenie nie wyższe niż 0,05%) lub lekko zasolonych (do 0,5%). Jest to wiele glonów, pierwotniaków, niektóre gąbki i koelenteraty (hydry), większość pijawek, wiele ślimaków i małży, większość owadów wodnych i ryby słodkowodne, wszystkie płazy.
HgCl 2 – chlorek rtęci – jest bardzo silną trucizną. Jego rozcieńczone roztwory (1:1000) stosowane są w medycynie jako środek dezynfekujący.
Ciąg dalszy nastąpi
Woda w życie roślin odgrywa ogromną rolę, jest integralną częścią każdej rośliny, każdego organu. Procentowa zawartość wody w organizmie rośliny:- protoplazma zawiera około 80% wody,
- w soku komórkowym – 96-98% wody,
- w błonach komórek roślinnych do 50% wody.
- w liściach zawartość wody sięga 80-90%.
- c - do 98%,
- w - 94%,
- w - 92%,
- c - 77%.
Głównym rozpuszczalnikiem jest woda
Do aktywnego działania syntetycznego niezbędna jest wysoka zawartość wody w tkankach roślinnych. Głównym rozpuszczalnikiem jest woda, a przy jego udziale składniki odżywcze rozpuszczone w wodzie dostają się do rośliny przez korzenie i przenoszą je z jednej komórki do drugiej.Woda w oddziaływaniu roślin ze środowiskiem
Dzięki woda, z którą roślina wchodzi w interakcję środowisko . W proces fotosyntezy woda jest bezpośrednio zaangażowana w edukację węglowodany. Z 1000 części wody przepływającej przez roślinę, tylko 2-3 części zużywane są w procesie fotosyntezy do powstania węglowodanów, a 997-998 części wody przechodzi przez roślinę w celu utrzymania jej tkanek w stanie nasycenia i kompensacji odparowująca woda. Duża powierzchnia liści roślin powoduje marnowanie ogromnej ilości wody: w ciągu godziny rośliny zużywają aż 80-90% zawartej w nich wody. Stopień ich otwarcia zależy od ilości wody w komórkach ochronnych aparatów szparkowych; gdy jego zawartość jest wysoka, aparaty szparkowe są otwarte i dwutlenek węgla przedostaje się przez nie do rośliny.Zużycie wody przez rośliny
Różny rośliny zawierają nierówne ilości woda zmienia się zarówno w ciągu dnia, jak i w okresie wegetacyjnym. Pod koniec sezonu wegetacyjnego zawartość wody maleje.
Pobór wody przez rośliny. Z Wyższe rośliny Bardzo niewielu przedstawicieli flory pustynnej jest w stanie wytrzymać odwodnienie (więcej szczegółów:) podczas gdy suche nasiona i niektóre porosty mogą przetrwać nawet przy niskiej zawartości wody. W różne warunki W okresie wzrostu zapotrzebowanie rośliny na wodę jest zmienne. W klimacie suchym i gorącym rośliny zużywają 2-3 razy więcej wody w okresie wegetacyjnym niż w klimacie umiarkowanym. Stan wody w roślinach
Woda w roślinach dzieje się w dwa stany- V wolny i związany. Związani wodą rozważ wodę, która jest zatrzymywana przez hydrofilowe koloidy protoplazmy i substancje czynne. Związana woda traci swoje właściwości rozpuszczalnikowe i nie bierze czynnego udziału w przemianach i przemieszczaniu się substancji w całej roślinie. Rola związana woda polega na tym, że zapobiega sklejaniu się miceli i nadaje stabilność strukturalną hydrofilowym koloidom protoplazmy. Ilość związanej wody w roślinie nie jest stała; młode rośliny mają więcej związanej wody niż stare. Darmowa woda w roślinie - środowisko, w którym zachodzą wszystkie procesy jej życia. Roślina odparowuje dużą ilość wolnej wody. Ten podział wody na wolną i związaną jest warunkowy, ponieważ cała woda obecna w komórkach jest związana z substancjami tworzącymi protoplazmę, sok komórkowy i błonę. Te formy wody różnią się jedynie charakterem i siłą wiązań. Biolodzy przeprowadzili z nimi szereg eksperymentów ciężka woda zawierający O 18. U młodych roślin fasoli zanurzonych przez korzenie w ciężkiej wodzie następuje szybka wymiana części wody tkankowej na wodę zawierającą O18.
Roślina fasoli krzewiastej w rozkwicie. W tkankach liści i korzeni, które charakteryzują się szybkim metabolizmem, równowaga z roztworem zewnętrznym nastąpiła w ciągu 15-20 minut, przy czym wymieniono nieco ponad połowę wody. Wodę w łodydze zastąpiono w 90%. Kiedy liście więdły, sok komórkowy najszybciej tracił wodę, znacznie silniej zatrzymywała wodę w cytoplazmie, a najmniej traciła wodę, która wchodzi w skład organelli. Na podstawie tych eksperymentów stwierdzono, że roślina zawiera woda twarda i łatwa do wymiany.
Wykład 2. Woda w roślinach.
Woda jest integralną częścią zarówno samych roślin, jak i ich owoców i nasion. W żywej roślinie woda stanowi aż 95% jej masy. Ale to bardzo mało w porównaniu z tym, ile roślina wydaje podczas wzrostu i wytwarzania plonów.
Zapotrzebowanie wody w różnych roślinach do przeprowadzenia cyklu rozwojowego, np. Dla warunków Uzbekistanu, jedynie na parowanie (transpirację) przez same rośliny i parowanie z powierzchni gleby w porównaniu z masą gruntową, wynosi setki razy większa niż masa wody zawartej w dorosłej roślinie i jej owocach.
Dlaczego rośliny potrzebują tej wody?
Jaką funkcję pełni?
Dlaczego rośliny potrzebują tak dużo wody?
Cóż, zacznijmy od tego, że rośliny „chcą” nie tylko pić, ale także jeść. Oznacza to, że składniki odżywcze muszą być w jakiś sposób dostarczone do liści przez pnie i gałęzie. Te składniki odżywcze, zasysane przez korzenie wraz z wilgocią gleby, przygotowane wcześniej w korzeniach w postaci półproduktów, dostarczane są naczyniami do liści – fabryk materia organiczna.
Odparowując wodę z liści, roślina je schładza, zapobiegając ich przegrzaniu, z powietrza pozyskuje (w zamian za odparowaną wodę) dwutlenek węgla, który służy jako materiał do powstania wszystkich substancji organicznych wykorzystywanych do budowy całej rośliny. .
Rysunek 2.1. Schemat „funkcjonowania” zakładu.
(zapożyczone z Życie zielonej rośliny.
A Galston, P. Davis, R. Satter).
Naukowców dokładnie badających potrzeby wodne roślin w dużym stopniu zniechęcała niespójność tzw. współczynników transpiracji, które pokazują stosunek zużycia wody do wytworzenia jednostki masy suchej masy roślin, nawet w przypadku tych samych roślin (nie mówiąc już o różnice między roślinami kochającymi wilgoć i roślinami odpornymi na suszę).
W zależności od warunków uprawy koszty wody na jednostkę uprawy znacznie się wahają. Zauważono, że na glebach ubogich w składniki odżywcze roślina odparowuje więcej wody niż na glebach w nie zasobnych.
Rośliny, które mają dostęp do dużej ilości wilgoci dobra jakość, „z przyjemnością” je spędzają, gwałtownie rozwijając masę wegetatywną, ale „nie spieszą się” z wydaniem owoców. W takich przypadkach mówi się, że rośliny „tuczą”.
Rośliny w warunkach ograniczonych zapasów wilgoci „zachowują się bardziej powściągliwie”. Wydają mniej wilgoci, rozwijają umiarkowaną masę wegetatywną i szybciej wchodzą w fazę kwitnienia i owocowania.
Ale rośliny poważnie uszkodzone w wodzie nie tylko nie rozwijają masy wegetatywnej i nie owocują, ale mogą po prostu umrzeć.
Rośliny powszechnie uprawiane na naszych polach z istniejącymi systemami uprawy roli , nie są w stanie zejść głęboko po wodę, jak dzikie (a nawet uprawiane) rośliny pustynne gleby nietknięte przez człowieka.
Ważne jest dla nas zapewnienie warunków do uzyskania zrównoważonych zbiorów nie tylko w latach z normalnymi opadami, ale także w latach suchych. Dlatego wszystkie działania rolnika, które przyczyniają się do gromadzenia i zachowania wilgoci w warstwie korzeniowej gleby, są stokrotnie nagradzane przez rośliny.
Dla niemal wszystkich roślin krytyczną fazą rozwoju (kiedy susza wpływa na nie najbardziej szkodliwie) jest okres kwitnienia i zawiązywania owoców. Jeśli chodzi o rozwój traw wieloletnich, przeznaczonych na paszę dla zwierząt w postaci świeżej lub w postaci siana, to najbardziej wrażliwe pod względem wilgoci są okresy pokosowe.
W tych krytycznych okresach pożądane jest, aby wilgotność warstwy korzeniowej gleby nie spadła poniżej pewnych granic, których nie jest tak łatwo określić nawet przy użyciu koncepcji naukowych, ale nadal będziemy próbować.
Pomimo tego, że wiele procesów zaopatrzenia roślin w wodę jest bardzo podobnych w różnych strefach klimatycznych, to jednak w zależności od właściwości gleby, właściwości skał glebotwórczych, obecności wilgoci w glebie z wodami gruntowymi, stopnia ich zasolenia na zboczach tego obszaru istnieją duże różnice w metodach ochrony wilgoci gleby i sposobach jej uzupełniania.
Ogólne sezonowe zapotrzebowanie roślin na wodę i charakterystyka poszczególnych faz ich rozwoju.
To, że wymagane ilości nawadniania są bezpośrednio powiązane z klimatem, chyba nie ulega wątpliwości...
Ujmijmy to w porządku, zacznijmy od pytania - ile wody należy dostarczyć na pole i w jakim terminie, aby uzyskać oczekiwane zbiory. Przede wszystkim spójrzmy na rys. 2.1, który pokazuje średnią miesięczną charakterystykę klimatyczną strefy pustynnej Uzbekistanu. (W podręcznikach agroklimatycznych zawsze możesz znaleźć te cechy dla swojego obszaru, a parowanie (Eo) z powierzchni wody można obliczyć za pomocą prostego wzoru, jeśli nie znajdziesz go gotowego w tej samej książce).
Ryż. 2.1. Charakterystyka i deficyt klimatyczny bilans wodny.
t - temperatura powietrza, w stopniach Celsjusza;
a - wilgotność względna powietrza w%;
Oc - opady, mm.
Eo - parowanie z powierzchni wody, Eo = 0,00144 * (25 - t)2 * (100 - a) ;
D = Eo - Os - deficyt bilansu wodnego (na rysunku zacieniony na żółto w okresie wegetacyjnym).
Na rysunku tym przedstawiono przebieg średnich miesięcznych temperatur powietrza, ilość opadów, wilgotność względną, obliczone wskaźniki parowania i niedoborów wilgotności. Obszar figury wypełniony kolorem żółtym przedstawia deficyty sezonu wegetacyjnego (w tym przypadku miesięcy IV…IX). Ale każda uprawa ma swój własny czas siewu, swój własny sezon wegetacyjny, dlatego zapotrzebowanie na wodę do nawadniania będzie zależeć od tych wartości i określi własny okres nawadniania. Oznacza to, że rośliny wcześnie dojrzewające mogą potrzebować znacznie mniej wody do zakończenia sezonowego cyklu rozwojowego niż rośliny późno dojrzewające, ale generalnie nie dotyczy to drzew i krzewów wieloletnich, które pochłaniają wilgoć przez cały sezon wegetacyjny.
Chociaż niedobory wilgoci same w sobie nie są potrzebą, ale w każdym razie obliczone miesięczne niedobory wilgoci dają przybliżone pojęcie, w których miesiącach i o ile parowanie przewyższa opady, co jest całkiem sporo, aby zrozumieć, ile nawadniania jest potrzebne, lub czy można z tego zrezygnować.
Naukowcy odkryli, że do obliczenia całkowitego zużycia wody można zastosować równania empiryczne, które wiążą deficyt wilgoci z rzeczywistym zużyciem wilgoci przez nawadnianą uprawę (jeśli zostaną określone współczynniki, które pozwolą znaleźć zgodność między tymi wskaźnikami).
Jedna z najprostszych zależności wygląda następująco:
|
Mweg = 10 * Kk * D |
(2.1) |
Gdzie Mweg to norma nawadniania w sezonie wegetacyjnym danej rośliny, m3/ha;
Kk to empiryczny współczynnik plonu, który zależy również od rodzaju rośliny, stosowanej technologii rolniczej i sezonu wegetacyjnego;
D to całkowity deficyt wilgoci w sezonie wegetacyjnym rośliny, mm.
Na ryc. 2.2 jako przykład pokazuje fazy rozwoju bawełny, moment rozpoczęcia sezonu wegetacyjnego, moment rozpoczęcia okresu nawadniania, udział parowania fizycznego (z powierzchni gleby) w środkowej strefie klimatycznej Uzbekistan.
Ryż. 2.2. Charakterystyczne okresy (fazy rozwoju) bawełny dla środkowej strefy klimatycznej Uzbekistanu.
Aby ustalić wartość współczynnika Kk, naukowcy przeprowadzają wieloletnie eksperymenty z różnymi wariantami systemów nawadniania i porównują uzyskane plony z kosztami wody, a następnie koszty te porównuje się z rzeczywistymi niedoborami wilgoci. Prace te zapewniają im (naukowcom) zatrudnienie na całe życie, gdyż z biegiem czasu zmieniają się odmiany roślin, stosowana technologia rolnicza, metody nawadniania, a klimat, jak wiadomo, nie jest stały... więc można studiować długo, można powiedzieć, w nieskończoność. Jako przykład, na rysunku 2.3 przedstawiamy wyniki syntezy materiałów badających systemy nawadniania bawełny przez około 70 lat. Obejmowało to wyniki ~ 270 eksperymentów przeprowadzonych w ponad 13 stacjach doświadczalnych w Uzbekistanie. Ta kultura długie lata był najbardziej potrzebny, a najwięcej badań przeprowadzono nad nim w Azji Środkowej, no cóż, około dziesięć razy więcej niż nad lucerną, pszenicą i kukurydzą!
Przyjrzyjmy się bliżej trzem wykresom na rysunku 2.3. Wyjaśnijmy trochę istotę wykresów. Tutaj Y to plon z dowolnego poletka z danego doświadczenia, a Umah to maksymalny plon z poletka najlepiej zaopatrzonego w wodę w danym doświadczeniu. Wszystkie porównywane wyniki dla poletek w każdym doświadczeniu, w każdym roku badań uzyskano w tych samych warunkach. warunki pogodowe, ale dla każdego z poletek doświadczenia stosunek normy nawadniania do deficytu wilgoci w sezonie wegetacyjnym (M/D) był inny, a plon powinien był zależeć jedynie od ilości wody do nawadniania.
Jednakże z danych liczbowych wynika, że plony bliskie maksimum (U/Umax = 1) występują w różnych doświadczeniach, gdy stosunek normy nawadniania do niedoboru wilgoci w sezonie wegetacyjnym wynosi od 0,15 do 1,2, czyli różnica wynosi prawie dziesięciokrotnie! A dlaczego tak jest, jest dla nas całkowicie niezrozumiałe, ponieważ z każdej serii eksperymentów opisanych w pracach naukowców specjalnie wybraliśmy wyniki tylko tych, w których było to samo „tło”, a zmienił się jedynie współczynnik nawadniania. A ten zakres rozproszenia danych jest prawie taki sam, zarówno dla bliskich, jak i głębokich wody gruntowe! Należy również zauważyć, że maksymalne plony w wybranych do analizy doświadczeniach praktycznie nie stwierdzono poziomów poniżej 45...50 c/ha i w zasadzie te najniższe wskaźniki charakteryzowały północne rejony Uzbekistanu.
Można przypuszczać, że zbiory prawdopodobnie zależą nie tylko od „tła” i ilości wody dostarczanej do nawadniania, ale kojarzą się także ze sztuką rolnika? A może ze względu na terminowość podlewania? Jak myślisz? W każdym razie ten bogaty materiał czeka na swoich badaczy i analityków...
Ale na razie nie mamy innego wyjścia, jak skupić się na „złotym środku” eksperymentalnych „chmur” danych i przyjąć w tym przypadku ten sam współczynnik we wzorze 2.1 -
Kk = M/D = 0,4…0,65 (mmniejsze wartości dla bliskich wód gruntowych, a większe dla głębokich). Jednak dla orientacji nie jest tak źle. Znając deficyt w sezonie wegetacyjnym z danych pogodowych, można go pomnożyć przez współczynnik Kk i otrzymać przybliżone zapotrzebowanie na wodę do nawadniania. Dla średnich szerokości geograficznych strefy stepowej Uzbekistanu całkowity deficyt w okresie wegetacyjnym (IV…IX miesięcy) wynosi około 1000 mm. Wtedy dawka nawadniania będzie wynosić od 400 do 650 mm, czyli w przeliczeniu na m3/ha - 4000...6500 m3/ha.
Kukurydza potrzebuje mniej więcej tyle samo na ziarno, a zboża półtora raza mniej, czyli 3000...4500 m3/ha. Należy zaznaczyć, że część tego zapotrzebowania może zostać pokryta przez rezerwy wilgoci w okresie poza wegetacyjnym, jeśli uda się je zachować w glebie dzięki właściwym praktykom rolniczym.
Rysunek 2.3. Rzeczywiste dane dotyczące zużycia wody dla bawełny, uzyskane w eksperymentach różnych naukowców. Górny rysunek zawiera dane uzyskane dla bliskich wód gruntowych, środkowy zawiera dane dla warunków przejściowych pomiędzy bliskimi i głębokimi wodami gruntowymi, a dolny przedstawia dane dla wód gruntowych poniżej 3 m.
(Punkty powyżej linii Y/Umax = 1 są warunkowe; pokazują po prostu liczbę eksperymentów wykorzystanych do oceny konkretnego stosunku M/D i konstruowania wykresów).
Do tej pory mówiliśmy o średnich długoterminowych wskaźnikach klimatycznych, ale w przyrodzie nie ma roku na rok, są lata suche i są bardzo deszczowe. Oczywiście w roku deszczowym nie ma potrzeby podlewania, ale w roku suchym jest to bardzo potrzebne. Dlatego sprzęt do nawadniania będzie używany tylko w niektórych suchych latach. Jednak w niektórych warunkach stabilność wydajności rolnictwa na przestrzeni lat może być ważniejsza niż niektóre dodatkowe koszty organizacji nawadniania.
Następnie (w wykładzie 9) opowiemy trochę o tym, na co jeszcze wykorzystuje się wodę w systemach nawadniających, aby utrzymać prawidłowy rozwój roślin uprawianych na polach, a „to wydaje się niewystarczające”!
Poniżej, w tabeli 3.1, jako przykład podano wartości współczynników Kk dla różne kultury w Uzbekistanie z pracy podsumowującej ogromne doświadczenie wielu naukowców z Azji Środkowej (Obliczone wartości norm nawadniania dla upraw rolnych w dorzeczach rzek Syrdaria i Amu Darya. Opracowane przez V.R. Schroedera, V.F. Safonowa itp.). „Chylę czoła” wielkiemu naukowcowi – mojemu mentorowi V.R. Schroederowi, który był ideologiem tego gigantycznego dzieła, specjalnie z wyprzedzeniem przedstawiłem Państwu dane, które zostały wykorzystane głównie przy jego zestawieniu, abyście krytycznie odnosili się do wszelkich wniosków, które z nich wynikają. nie są Twoje i nie ufają niczyim słowom.
Tabela 2.1. Wartości współczynników Kk dla różnych upraw w strefach klimatycznych Uzbekistanu.
|
Kultura |
Według stref klimatycznych |
|||||
|
S-1 |
S-2 |
C 1 |
Ts-2 |
Yu-1 |
Yu-2 |
|
| Bawełna |
0,60 |
0,63 |
0,65 |
0,68 |
0,70 |
|
| Lucerna i inne zioła |
0,77 |
0,81 |
0,84 |
0,88 |
0,92 |
0,95 |
| Ogrody i inne nasadzenia |
0,53 |
0,55 |
0,58 |
0,60 |
0,62 |
0,65 |
| Winnice |
0,44 |
0,46 |
0,48 |
0,50 |
0,52 |
0,54 |
| Kukurydza i sorgo na ziarno |
0,62 |
0,61 |
0,62 |
0,59 |
0,58 |
0,57 |
| Uprawy rzędowe z powtarzaniem |
0,66 |
|||||
Ostry niedobór żelaza w roślinie powoduje... liście.
Kation... uczestniczy w ruchach aparatów szparkowych.
Zwiększa się odporność zbóż na wyleganie.... .
Niedobór... powoduje uszkodzenie końcowych merystemów.
Kwasy nukleinowe zawierają...
Kolejność wzrostu zawartości popiołu w organach i tkankach roślin.
NIEDOGODNOŚCI
MAKRO - I MIKROELEMENTY, ICH ZNACZENIE I ZNAKI
ŻYWIENIE MINERALNE
Ustal zgodność między grupą roślin a minimalną zawartością wody niezbędną do życia.
POBIERANIE I TRANSPORT WODY
Absorpcja i transport wody
109. Woda stanowi średnio__% masy rośliny.
110. Nasiona roślin w stanie powietrznie suchym zawierają...% wody.
111. Około...% wody zawartej w roślinie bierze udział w przemianach biochemicznych.
1. higrofity
2. mezofity
3. kserofity
4. hydrofity
113.Główne funkcje wody w roślinie:….
1. utrzymanie bilansu cieplnego
2. udział w reakcjach biochemicznych
3. zapewnienie transportu substancji
4. wytworzenie odporności
5. zapewnienie komunikacji z otoczenie zewnętrzne
114. Główną przestrzenią osmotyczną dojrzałych komórek roślinnych jest…..
1. wakuola
2. ściany komórkowe
3. cytoplazma
4. apoplast
5. Simplast
115. Podnoszenie się wody wzdłuż pnia drzewa powoduje….
1. działanie ssące korzeni
2. ciśnienie korzeni
3. ciągłość nitek wodnych
4. ciśnienie osmotyczne soku wakuolowego
5. cechy strukturalne wiązek przewodzących
116. Produkty fotosyntezy obejmują...% wody przepływającej przez roślinę.
5. więcej niż 15
117. Maksymalny deficyt wody w liściach roślin w warunkach normalnych
warunki zaobserwowane w....
1. południe
3. wieczorem
118. Znaczna część wody wynika z pęcznienia koloidów w roślinach
absorbować....
2. merystem
3. miąższ
5. drewno
119. Zjawisko odrywania się protoplastów od ściany komórkowej w nadciśnieniu
rozwiązania nazywa się ###.
120. Bezpośredni wpływ ma stopień otwarcia szparek... .
1. transpiracja
2. absorpcja CO 2
3. uwolnienie O 2
4. Absorpcja jonów
5. prędkość transportu asymilatów
121. Transpiracja naskórka dorosłych liści stanowi...% odparowanej wody.
2. około 50
122. Zwykle aparaty szparkowe zajmują...% całej powierzchni liścia.
5. więcej niż 10
123. Największym oporem przepływu wody w stanie ciekłym w roślinie jest..
1. system korzeniowy
2. system prowadzenia liści
3. naczynia macierzyste
4. ściany komórkowe mezofilu
124. Całkowita powierzchnia korzeni przekracza powierzchnię narządów nadziemnych
średnio...razy.
125. Siarka jest częścią białka w postaci....
1. siarczyn (SO 3)
2. siarczan (SO 4)
3. grupa sulfhydrylowa
4. grupa dwusiarczkowa
2. Kora drzewa
3. łodyga i korzeń
5. drewno
127. Fosfor zawarty jest w:....
1. karotenoidy
2. aminokwasy
3. nukleotydy
4. chlorofil
5. trochę witamin
128. Mineralne składniki odżywcze w chlorofilu: ...
1.Mg 2.Cl Z.Fe 4.N 5.Cu
129. Biochemiczna rola boru polega na tym... .
1. jest aktywatorem enzymów
2. część oksydoreduktaz
3. aktywuje substraty
4. hamuje szereg enzymów
5. wzmaga syntezę aminokwasów
1.N2.SЗ.Fe 4. P 5. Ca
1.Ca 2.Mn 3. N 4. P5.Si
132. Niedobór... prowadzi do zapadnięcia się jajników i opóźnienia wzrostu pyłku
rurki
1. Ca 2. K Z.Si 4. B 5. Mo
3.0,0001-0,00001
1.Ca 2. K Z.N 4. Fe 5.Si
135. Koenzymy roślinne mogą zawierać następujące pierwiastki: ... .
1. K 2. Ca Z. Fe 4. Mn 5. B
1.Ca 2+ 2. M e 2+ Z.Na + 4. K + 5. Cu 2+
137. Odpływ cukrów z liści utrudnia niedobór pierwiastków: ... .
1 .N 2. Ca Z.K 4. B 5.S
138. Zgnilizna serca buraka cukrowego jest spowodowana....
1. nadmiar azotu
2. brak azotu
3. Niedobór boru
4. Niedobór potasu
5. Niedobór fosforu
139. Przyczyny braku fosforu w roślinie....
1. zażółcenie górne liście
2. chloroza wszystkich liści
3. zwijanie liści od krawędzi
4. pojawienie się koloru antocyjanów
5. martwica wszystkich tkanek
140. Potas uczestniczy w życiu komórki jako....
1. składnik enzymatyczny
2. składnik nukleotydowy
3. kationy wewnątrzkomórkowe
4. elementy ściany komórkowej
5. składniki ściany zewnątrzkomórkowej
3. zarumienienie brzegów
4. cętkowanie
5.skręcanie
142. Przyczyny braku potasu w roślinie... .
1. pojawienie się martwicy na krawędziach liści
2. oparzenie liści
3. zażółcenie dolnych liści
4. brązowienie korzeni
5. pojawienie się zabarwienia antocyjanów na liściach
143. Enzym reduktaza azotanowa komórki roślinnej zawiera: ....
1. Fe 2.Mn 3.Mo 4. Mg 5. Ca
144. W rezultacie azot jest wchłaniany przez komórkę roślinną... .
1. oddziaływania azotanów z karotenoidami
2. Akceptacja amoniaku przez ATP
3. Aminowanie ketokwasów
4.aminowanie cukrów
5. Akceptacja azotanów przez peptydy
- Skład chemiczny i odżywianie roślin
Rośliny zawierają wodę i tzw. suchą masę, reprezentowaną przez związki organiczne i mineralne. Stosunek ilości wody do suchej masy w roślinach, ich narządach i tkankach jest bardzo zróżnicowany. Zatem zawartość suchej masy w owocach ogórka, melony może stanowić do 5% ich całkowitej masy, w główkach kapusty, korzeniach rzodkiewki i rzepy – 7-10, korzeniach buraków, marchwi i cebulach – 10-15, w organach wegetatywnych większości uprawy polowe- 15-25, korzenie buraka cukrowego i bulwy ziemniaka - 20-25, ziarna zbóż i roślin strączkowych - 85-90, nasiona oleiste - 90-95%.
Woda
W tkankach rosnących narządów wegetatywnych roślin zawartość wody waha się od 70 do 95%, a w tkankach spichrzowych nasion i komórkach tkanek mechanicznych – od 5 do 15%. Wraz z wiekiem roślin zmniejsza się całkowita podaż i względna zawartość wody w tkankach, zwłaszcza narządach rozrodczych.
Funkcje wody w roślinach są zdeterminowane jej właściwościami fizycznymi i chemicznymi. Ma wysokie specyficzna pojemność cieplna a dzięki zdolności do odparowania w dowolnej temperaturze chroni rośliny przed przegrzaniem. Woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem wielu związków, m.in środowisko wodne dzieje się dysocjacja elektrolityczna tych związków i przyswajanie przez rośliny jonów zawierających niezbędne elementy żywienia mineralnego. Wysokie napięcie powierzchniowe wody decyduje o jej roli w procesach wchłaniania i przemieszczania się związków mineralnych i organicznych. Właściwości polarne i porządek strukturalny cząsteczek wody decydują o uwodnieniu jonów oraz cząsteczek związków nisko i wielkocząsteczkowych w komórkach roślinnych.
Woda to nie tylko wypełniacz komórek roślinnych, ale także nieodłączna część ich struktury. Zawartość wody w komórkach tkanek roślinnych decyduje o ich turgorze (ciśnieniu płynu wewnątrz komórki na jej błonie) i jest ważnym czynnikiem wpływającym na intensywność i kierunek różnych procesów fizjologicznych i biochemicznych. Przy bezpośrednim udziale wody w organizmach roślinnych zachodzi ogromna liczba reakcji biochemicznych syntezy i rozkładu związków organicznych. Woda ma szczególne znaczenie w przemianach energetycznych roślin, przede wszystkim w akumulacji energii słonecznej w postaci związki chemiczne podczas fotosyntezy. Woda ma zdolność przepuszczania promieni widzialnej i bliskiej ultrafioletowej części światła niezbędnej do fotosyntezy, ale zatrzymuje pewną część promieniowania cieplnego podczerwonego.
Sucha materia
Suchą masę roślin stanowią w 90-95% związki organiczne - białka i inne substancje azotowe, węglowodany (cukry, skrobia, błonnik, substancje pektynowe), tłuszcze, których zawartość decyduje o jakości plonu (tabela 1).
Pobór suchej masy z części handlowej zbiorów głównych roślin uprawnych może wahać się w bardzo szerokich granicach – od 15 do 100 centów i więcej na 1 ha.
Białka i inne związki azotowe.
Białka – podstawa życia organizmów – odgrywają decydującą rolę we wszystkich procesach metabolicznych. Białka pełnią funkcje strukturalne i funkcje katalityczne, są także jedną z głównych substancji rezerwowych roślin. Zawartość białka w organach wegetatywnych roślin wynosi zwykle 5-20% ich masy, w nasionach zbóż - 6-20%, a w nasionach roślin strączkowych i oleistych - 20-35%.
Białka mają następujący dość stabilny skład pierwiastkowy (w%): węgiel - 51-55, tlen - 21-24, azot - 15-18, wodór - 6,5-7, siarka - 0,3-1,5.
Białka roślinne zbudowane są z 20 aminokwasów i dwóch amidów. Szczególne znaczenie ma zawartość w białkach roślinnych tzw. aminokwasów egzogennych (waliny, leucyny i izoleucyny, treoniny, metioniny, histydyny, lizyny, tryptofanu i fenyloalaniny), które nie mogą być syntetyzowane w organizmie człowieka i zwierząt. Ludzie i zwierzęta otrzymują te aminokwasy wyłącznie z pokarmów i pasz roślinnych.
| Kultura | Woda | Wiewiórki | Surowe białko | Tłuszcze | Dr. węglowodany | Celuloza | Popiół |
| Pszenica (ziarno) | 12 | 14 | 16 | 2,0 | 65 | 2,5 | 1,8 |
| Żyto (ziarno) | 14 | 12 | 13 | 2,0 | 68 | 2,3 | 1,6 |
| Owies (ziarno) | 13 | 11 | 12 | 4,2 | 55 | 10,0 | 3,5 |
| Jęczmień (ziarno) | 13 | 9 | 10 | 2,2 | 65 | 5,5 | 3,0 |
| Ziarno ryżu) | 11 | 7 | 8 | 0,8 | 78 | 0,6 | 0,5 |
| Kukurydza (ziarno) | 15 | 9 | 10 | 4,7 | 66 | 2,0 | 1,5 |
| Gryka (ziarno) | 13 | 9 | 11 | 2,8 | 62 | 8,8 | 2,0 |
| Groch (ziarno) | 13 | 20 | 23 | 1,5 | 53 | 5,4 | 2,5 |
| Fasola (ziarno) | 13 | 18 | 20 | 1,2 | 58 | 4,0 | 3,0 |
| Soja (ziarno) | 11 | 29 | 34 | 16,0 | 27 | 7,0 | 3,5 |
| Słonecznik (jądra) | 8 | 22 | 25 | 50 | 7 | 5,0 | 3,5 |
| Nasiona lnu) | 8 | 23 | 26 | 35 | 16 | 8,0 | 4,0 |
| Ziemniaki (bulwy) | 78 | 1,3 | 2,0 | 0,1 | 17 | 0,8 | 1,0 |
| Burak cukrowy (korzenie) | 75 | 1,0 | 1,6 | 0,2 | 19 | 1,4 | 0,8 |
| Burak pastewny (korzenie) | 87 | 0,8 | 1,5 | 0,1 | 9 | 0,9 | 0,9 |
| Marchew (korzenie) | 86 | 0,7 | 1,3 | 0,2 | 9 | 1,1 | 0,9 |
| Cebula cebulowa | 85 | 2,5 | 3,0 | 0,1 | 8 | 0,8 | 0,7 |
| Koniczyna (zielona masa) | 75 | 3,0 | 3,6 | 0,8 | 10 | 6,0 | 3,0 |
| Zespół Jeża (zielona masa) | 70 | 2,1 | 3,0 | 1,2 | 10 | 10,5 | 2,9 |
| *Białko surowe obejmuje białka i niebiałkowe substancje azotowe | |||||||
Białka różnych roślin uprawnych różnią się składem aminokwasowym, rozpuszczalnością i strawnością. Dlatego też jakość produktów roślinnych ocenia się nie tylko na podstawie zawartości, ale także strawności i przydatności białek na podstawie badania ich składu frakcyjnego i aminokwasowego.
Białka zawierają przeważającą część azotu w nasionach (co najmniej 90% całkowitej zawartości azotu w nich) oraz w organach wegetatywnych większości roślin (75-90%). Jednocześnie w bulwach ziemniaka, warzywach korzeniowych i liściastych aż połowa całkowitej ilości azotu pochodzi z niebiałkowych związków azotowych. W roślinach są one reprezentowane przez związki mineralne (azotany, amon) i związki organiczne (wśród których dominują wolne aminokwasy i amidy, które są dobrze wchłaniane przez zwierzęta i ludzi). Niewielką część niebiałkowych związków organicznych w roślinach reprezentują peptydy (zbudowane z ograniczonej liczby reszt aminokwasowych, a zatem w odróżnieniu od białek posiadające niską masę cząsteczkową), a także zasady purynowe i pirymidynowe (część kwasów nukleinowych ).
Do oceny jakości produktów roślinnych często stosuje się wskaźnik „białka surowego”, który wyraża sumę wszystkich związków azotu (białkowych i niebiałkowych). „Białko surowe” oblicza się, mnożąc procentową zawartość azotu całkowitego w roślinach przez współczynnik 6,25 (wychodzący ze średniej (16%) zawartości azotu w związkach białkowych i niebiałkowych).
Jakość ziarna pszenicy ocenia się na podstawie zawartości glutenu surowego, którego ilość i właściwości decydują o właściwościach wypiekowych mąki. Surowy gluten to skrzep białkowy, który pozostaje po przemyciu wodą ciasta zmieszanego z mąką. Surowy gluten zawiera około 2/3 wody i 1/3 suchej masy, reprezentowanej głównie przez trudno rozpuszczalne (rozpuszczalne w alkoholu i zasadach) białka. Gluten charakteryzuje się elastycznością, sprężystością i spoistością, od których zależy jakość wyrobów wypiekanych z mąki. Istnieje pewna korelacyjna zależność pomiędzy zawartością „białka surowego” w ziarnie pszenicy i „glutenem surowym”. Ilość surowego glutenu można obliczyć, mnożąc procentową zawartość białka surowego w ziarnie przez współczynnik 2,12.
Węglowodany
Węglowodany w roślinach reprezentowane są przez cukry (monosacharydy i oligosacharydy zawierające 2-3 reszty monosacharydowe) i polisacharydy (skrobia, błonnik, substancje pektynowe).
Słodki smak wielu owoców i jagód jest związany z zawartością glukozy i fruktozy. Glukoza występuje w znacznych ilościach (8-15%) w jagodach winogronowych, stąd nazwa „ cukier winogronowy„i stanowi aż połowę całkowitej zawartości cukrów w owocach i jagodach. Fruktoza, czyli „cukier owocowy”, gromadzi się w duże ilości w owocach pestkowych (6-10%) oraz w miodzie. Jest słodszy niż glukoza i sacharoza. W warzywach korzeniowych udział monosacharydów wśród cukrów jest niewielki (do 1% ich całkowitej zawartości).
Sacharoza jest disacharydem zbudowanym z glukozy i fruktozy. Sacharoza jest głównym węglowodanem magazynującym w korzeniach buraków cukrowych (14-22%) oraz w soku z łodyg trzcina cukrowa(11-25%). Celem uprawy tych roślin jest uzyskanie surowców do produkcji cukru wykorzystywanego w żywieniu człowieka. W małe ilości występuje we wszystkich roślinach, jego większą zawartość (4-8%) można znaleźć w owocach i jagodach, a także marchwi, burakach i cebuli.
Skrobia występuje w małych ilościach we wszystkich organach roślin zielonych, ale jako główny węglowodan rezerwowy gromadzi się w bulwach, cebulach i nasionach. W bulwach ziemniaka wczesne odmiany zawartość skrobi 10-14%, średnio i późno dojrzewające - 16-22%. W przeliczeniu na suchą masę bulw jest to 70–80%. Względna zawartość skrobi w nasionach ryżu i jęczmienia browarnego jest w przybliżeniu taka sama. Inne ziarna zbóż zawierają zwykle 55-70% skrobi. Istnieje różnica pomiędzy zawartością białka i skrobi w roślinach. odwrotna relacja. Bogate w białko nasiona roślin strączkowych zawierają mniej skrobi niż nasiona zbóż; Jeszcze mniej skrobi jest w nasionach oleistych.
Skrobia jest węglowodanem łatwo przyswajalnym przez organizm ludzi i zwierząt. Podczas hydrolizy enzymatycznej (pod wpływem enzymów amylazy) i kwasowej rozkłada się do glukozy.
Błonnik, czyli celuloza, jest głównym składnikiem ścian komórkowych (w roślinach jest związany z ligniną, substancjami pektynowymi i innymi związkami). Włókno bawełniane to 95-98%, włókna łykowe lnu, konopi, juty to 80-90% włókna. Nasiona zbóż błoniastych (owies, ryż, proso) zawierają 10-15% błonnika, nasiona zbóż nie posiadających błonki 2-3%, nasiona roślin strączkowych 3-5%, a korzenie i bulwy ziemniaków zawierają około 1%. W organach wegetatywnych roślin zawartość błonnika waha się od 25 do 40% suchej masy.
Błonnik to polisacharyd o dużej masie cząsteczkowej zbudowany z prostego łańcucha reszt glukozy. Jego strawność jest znacznie gorsza niż skrobi, chociaż całkowita hydroliza błonnika wytwarza również glukozę.
Substancje pektynowe to polisacharydy o dużej masie cząsteczkowej zawarte w owocach, korzeniach i włóknach roślinnych. W roślinach włóknistych łączą pojedyncze wiązki włókien. Właściwość substancji pektynowych do tworzenia galaretek lub galaretek w obecności kwasów i cukrów jest wykorzystywana w przemyśle cukierniczym. Struktura tych polisacharydów opiera się na łańcuchu reszt kwasu poligalakturonowego z grupami metylowymi.
Tłuszcze i substancje tłuszczopodobne (lipidy) są składnikami strukturalnymi cytoplazmy komórek roślinnych, a w nasionach oleistych pełnią rolę związków rezerwowych. Ilość lipidów strukturalnych jest zwykle niewielka – 0,5-1% mokrej masy roślin, ale sprawdzają się one w komórki roślinne ważne funkcje, w tym regulacja przepuszczalności błony. Nasiona oleiste i soja służą do produkcji tłuszczów roślinnych zwanych olejami.
Ze względu na budowę chemiczną tłuszcze są mieszaniną estrów alkoholu trójwodorotlenowego, gliceryny i kwasów tłuszczowych o dużej masie cząsteczkowej. W tłuszczach roślinnych kwasy nienasycone reprezentują kwas oleinowy, linolowy i linolenowy, a nasycone – kwas palmitynowy i stearynowy. Skład kwasów tłuszczowych w olejach roślinnych decyduje o ich właściwościach - konsystencji, temperaturze topnienia i zdolności do wysychania, jełczeniu, zmydlaniu, a także o ich wartości odżywczej. Kwasy tłuszczowe linolowy i linolenowy występują wyłącznie w olejach roślinnych i są „niezbędne” dla człowieka, ponieważ nie mogą być syntetyzowane w organizmie. Tłuszcze są najbardziej energooszczędnymi substancjami rezerwowymi – ich utlenienie uwalnia dwukrotnie więcej energii na jednostkę masy niż węglowodany i białka.
Do lipidów zaliczają się także fosfatydy, woski, karotenoidy, stearyny i witaminy rozpuszczalne w tłuszczach A, D, E i K.
W zależności od rodzaju i charakteru zastosowania produktu, wartość poszczególnych związków organicznych może się różnić. W ziarnach zbóż głównymi substancjami decydującymi o jakości produktu są białka i skrobia. Wśród roślin zbożowych pszenica ma wysoką zawartość białka, podczas gdy ryż i jęczmień browarny są bogate w skrobię. Kiedy do warzenia używa się jęczmienia, nagromadzenie białka pogarsza jakość surowca. Niepożądane jest także gromadzenie się białkowych i niebiałkowych związków azotu w korzeniach buraka cukrowego wykorzystywanych do produkcji cukru. Rośliny strączkowe i trawy strączkowe wyróżniają się wyższą zawartością białka i niższą zawartością węglowodanów; jakość ich zbioru zależy przede wszystkim od ilości akumulacji białka. Jakość bulw ziemniaka ocenia się na podstawie zawartości skrobi. Celem uprawy lnu, konopi i bawełny jest uzyskanie błonnika, który składa się z celulozy. Zwiększona zawartość błonnika w zielonej masie i sianie traw jednorocznych i wieloletnich pogarsza ich właściwości pokarmowe. Nasiona oleiste uprawia się w celu produkcji tłuszczów – olejów roślinnych wykorzystywanych zarówno do celów spożywczych, jak i przemysłowych. Jakość produktów rolnych może zależeć także od obecności innych związków organicznych – witamin, alkaloidów, kwasów organicznych i substancji pektynowych, olejków eterycznych i musztardowych.
Warunki żywienia roślin są istotne dla zwiększenia plonu brutto najcenniejszej części plonu i poprawy jego jakości. Przykładowo zwiększenie nawożenia azotem zwiększa względną zawartość białka w roślinach, a zwiększenie poziomu nawożenia fosforowo-potasowego zapewnia większą akumulację węglowodanów – sacharozy w korzeniach buraków cukrowych, skrobi w bulwach ziemniaka. Tworząc odpowiednie warunki odżywcze za pomocą nawozów, można zwiększyć akumulację najcenniejszych ekonomicznie związków organicznych w suchej masie roślin.
Elementarny skład roślin
Sucha masa roślin ma średnio następujący skład pierwiastkowy (w procentach wagowych); węgiel - 45, tlen - 42, wodór - 6,5, pierwiastki azotu i popiołu - 6,5. W sumie w roślinach znaleziono ponad 70 pierwiastków. Na obecnym poziomie rozwoju nauki około 20 pierwiastków (m.in. węgiel, tlen, wodór, azot, fosfor, potas, wapń, magnez, siarka, żelazo, bor, miedź, mangan, cynk, molibden, wanad, kobalt i jod) jest uważane za z pewnością niezbędne dla roślin. Bez nich normalny przebieg procesów życiowych i ich zakończenie są niemożliwe. pełny cykl rozwój roślin. Dla ponad 10 pierwiastków (m.in. krzem, glin, fluor, lit, srebro itp.) znajdują się informacje o ich pozytywnym wpływie na wzrost i rozwój roślin; elementy te uważa się za warunkowo konieczne. Jest oczywiste, że w miarę udoskonalania metod analitycznych i badań biologicznych Łączna elementy w składzie roślin oraz lista niezbędnych pierwiastków zostanie poszerzona.
Węglowodany, tłuszcze i inne bezazotowe związki organiczne zbudowane są z trzech pierwiastków – węgla, tlenu i wodoru, a białka i inne azotowe związki organiczne obejmują także azot. Te cztery pierwiastki – C, O, H i N – nazywane są organogenami, stanowią średnio około 95% suchej masy roślin.
Podczas spalania materiału roślinnego pierwiastki organiczne ulatniają się w postaci związków gazowych i pary wodnej, a liczne pierwiastki „popiołowe” pozostają w popiele głównie w postaci tlenków, które stanowią średnio jedynie około 5% suchej masy .
Pierwiastki azotu i popiołu takie jak fosfor, siarka, potas, wapń, magnez, sód, chlor i żelazo występują w roślinach w stosunkowo dużych ilościach (od kilku do setnych części suchej masy) i nazywane są makroelementami.
Ilościowe różnice w zawartości makro- i mikroelementów w składzie suchej masy roślin przedstawiono w tabeli 2.
Względna zawartość pierwiastków azotu i popiołu w roślinach i ich organach może być bardzo zróżnicowana i zależy od cech biologicznych rośliny uprawnej, wieku i warunków żywienia. Ilość azotu w roślinach jest ściśle powiązana z zawartością białka, a w nasionach i młodych liściach jest go zawsze więcej niż w słomie dojrzałych roślin. Wierzchołki zawierają więcej azotu niż bulwy i warzywa korzeniowe. W towarowej części zbiorów głównych roślin rolniczych udział popiołu stanowi od 2 do 5% suchej masy, w młodych liściach i słomie zbóż, wierzchołkach roślin okopowych i bulwiastych – 6-14%. Warzywa liściaste (sałata, szpinak) charakteryzują się najwyższą zawartością popiołu (do 20% i więcej).
Skład pierwiastków popiołu w roślinach również wykazuje istotne różnice (tab. 3). W popiele nasion zbóż i roślin strączkowych suma tlenków fosforu, potasu i magnezu dochodzi do 90%, przy czym dominuje wśród nich fosfor (30-50% masy popiołu). Udział fosforu w popiele liści i słomy jest znacznie mniejszy, a w jego składzie dominują potas i wapń. W popiele bulw ziemniaków, buraków cukrowych i innych warzyw korzeniowych występuje głównie tlenek potasu (40-60% masy popiołu). Popiół roślin okopowych zawiera znaczną ilość sodu, a słoma zbóż zawiera krzem. Większą zawartość siarki mają rośliny strączkowe i rośliny z rodziny kapustowatych.
| Kultura | P2O5 | K2O | Sao | MgO | TAK 4 | Na2O | SiO2 |
| Pszenica | |||||||
| kukurydza | 48 | 30 | 3 | 12 | 5 | 2 | 2 |
| słoma | 10 | 30 | 20 | 6 | 3 | 3 | 20 |
| Groszek | |||||||
| kukurydza | 30 | 40 | 5 | 6 | 10 | 1 | 1 |
| słoma | 8 | 25 | 35 | 8 | 6 | 2 | 10 |
| Ziemniak | |||||||
| bulwy | 16 | 60 | 3 | 5 | 6 | 2 | 2 |
| najfatalniejszy | 8 | 30 | 30 | 12 | 8 | 3 | 2 |
| Burak cukrowy | |||||||
| korzenie | 15 | 40 | 10 | 10 | 6 | 10 | 2 |
| najfatalniejszy | 8 | 30 | 15 | 12 | 5 | 25 | 2 |
| Słonecznik | |||||||
| posiew | 40 | 25 | 7 | 12 | 3 | 3 | 3 |
| łodygi | 3 | 50 | 15 | 7 | 3 | 2 | 6 |
Rośliny zawierają stosunkowo duże ilości krzemu, sodu i chloru, a także znaczną ilość tzw. ultramikroelementów, których zawartość jest wyjątkowo niska – od 10 -6 do 10 -8%. Funkcje fizjologiczne i absolutna konieczność tych pierwiastków dla organizmów roślinnych nie zostały jeszcze w pełni ustalone.