Усредненные результаты аналитических исследований показывают, что около 1% минеральных солей приходится на 75 - 80% воды. Эти величины в пересчете на молекулярные соотношения можно представить так: на 105 молекул воды - 500 - 600 молекул неорганических веществ. Металлы, как составная часть золы, распределяются в клетках растений неравномерно. Ниже указываются сведения о наличии металлов в клеточных структурах (по Е. А. Бойченко, 1977): клеточные стенки - Si, Са, иногда Мg, Аl; ядра-Са, Мg, Nа, K, Fe, Zn, Cu; хлоропласты - Мg, Са, К, Nа,, Fe, Zn, Cu; Мо; митохондрии - Са, Мg, К, Nа,, Fe, Zn, Cu; рибосомы - Мg, Са, Мn; вакуолярный сок - Nа, Мg, K , Са.
Исходя из количественного содержания минеральных элементов в тканях растений, их принято делить на макроэлементы (С, Н, 0, N, S, Р, K, Мg, Са, Fе) и микроэлементы (B, Mn, Си, Zn, Mo, Co , Li). Железо находится на границе между макро-и микроэлементами. Макроэлементы объединяют в группу элементы, содержание которых выражается 101 - 10-2, а микроэлементы - содержание которых колеблется в пределах 10-3 - 10-5.1
Качественный состав золы зависит от содержания минеральных веществ в почве и условий внешней среды. Как правило, чем богаче почва и чем суше климат, тем выше содержание золы в растениях. Любой - какой химический элемент, имеющийся в данном местообитании, может быть обнаружен и в растении.
Приведем средний элементный состав растений в% на сырое вещество (по Д Б. Вахмистрову, 1979): кальций - 0,4; калий -0,25; азот - 0,25; кремний - 0,2; фосфор - 0,06; сера - 0,04; магний -0,03; натрий - 0,02; хлор - 0,02; железо - 0,001; марганец - 0,001; бор - 0,001; цинк - 0,0005; медь - 0,0002; молибден - 0,00001.
Таким образом, химический состав растения не отражает его потребности в питательных веществах.
Количество золы в различных частях растения, а также в различных растениях неодинаково. Выяснено, что больше всего золы содержится в тканях растений, состоящие преимущественно из живых клеток. Меньше золы (около 1%) содержится в древесине, в семенах - 3%, корнях, стеблях - 4-5%. Уже эти цифры показывают, что зольные элементы сосредоточены в тех органах, уровень жизнедеятельности которых достаточно высок.
Содержание золы и отдельных элементов в растениях колеблется в широких пределах, в зависимости от вида растений. Так, в составе листьев картофеля 5-13% золы, а свеклы - 11-15%. По данным А. М. Гродзинского (1979), в среднем при урожае яблок 100 ц / га из почвы ежегодно выносится, г: магния - 1022, кальция -854, железа - 45, меди - 3,8, марганца - 3,2 , молибдена - 0,05.
Процентное содержание зольных элементов и азота резко падает по мере старения растений. Данные по выносу минеральных элементов почвы свидетельствуют о том, что озимая пшеница накапливает минеральные элементы в фазу молочной спелости, при этом особенно интенсивно они поглощаются в период от кущения до молочной спелости.
Содержание того же элемента в тканях и клетках растения очень изменчив. Например, если в листьях и стеблях в составе их золы основная доля приходится на кальций, то в семенах, напротив, кальция, как правило, меньше, чем калия и фосфора.
Распределение элементов в клеточных структурах очень по-разному, что можно проиллюстрировать данными на примере хлоропластов (табл. 2). Таблица показывает накопление элементов в пластидах. Такие элементы, как калий, кальций, магний и фосфор, находятся в различных соотношениях, причем преобладающим является калий. Магний, железо, медь и цинк показывают определенную локализацию в пластидах, что, несомненно, находится в связи с ролью, которую они выполняют в процессе фотосинтеза.
Известно, что магний является составной частью молекул хлорофилла и атом этого элемента способствует образованию агрегатов молекул хлорофилла, что облегчает улавливание света.
Железо хотя и не входит в состав хлорофилла, однако совершенно необходимо для его образования. По данным А. С. Вечера (1961), около 80% железа всей листовой ткани шпината и люцерны находится в хлоропластах. Кроме того, большую роль в функционировании этих пластид играют железосодержащие ферменты (каталаза, пероксидаза, цитохромы). Высокая активность железосодержащих ферментов в пластидах служит подтверждением биокаталитические природы железа, находящегося в пластидах.
До ферментов, содержащих цинк относится карбоангидраза хлоропластов, которая принимает участие в ассимиляции и выделении углекислоты растениями. Установлено стимулирующее влияние меди на накопление хлорофилла.
Отмечено такую закономерность: минеральные вещества, не участвующие в реутилизаци (железо, бор, цинк), имеют базипетальний градиент содержания, то есть количество их увеличивается от вершин к основанию органа, а минеральные веществ, способны реутилизуватися (азот, фосфор, сера), - акропетальний, т.е. количество их возрастает от основания до верхивки.1
Мобильность различных ионов широко варьирует: высокоподвижных - калий, натрий, фосфор, сера; ионы со средней подвижностью-магний, железо, медь, цинк; относительно подвижные - кальций, литий, бор. Однако подвижность ионов промежуточной группы зависит от количества элемента в растении. Например, медь и цинк подвижны только при высокой концентрации в почве.
Следовательно, величина выноса минеральных элементов надземными органами значительно колеблется под влиянием почвенно-климатических условий, агротехники возделывания культур и зависит от сортовой спецификации и фазы развития растений. В настоящее время наиболее выяснена потребность растений в трех элементах минерального питания - азоте, фосфоре и калии.
Принципы отбора природой биометаллов для построения биомассы до сих пор не выяснены, хотя совершенно очевидно, что их розповсудженисть не была решающим критерием. Так, алюминий и титан - достаточно распространенные в природе элементы, однако они не являются элементами жизни. Напротив, молибден, редко встречающийся в природе элемент, является крайне необходимым в организме для процессов, связанных, в первую очередь, с переносим электронов.
Комментариев нет:
Отправить комментарий