Минералдық қоректену туралы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Л. Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті

Жаратылыстану ғылымдары факультеті

БӨЖ

Тақырыбы : Минералды қоректену

Орындаған: Өркен Айсулу

Тексерген: Дукенбаева А. Д

Группа: Биолгия - 31

Нұр-Сұлтан қаласы 2021ж

Жоспар:

Минералдық қоректену туралы ілімнің даму тарихы
Минералдық элементтердің өсімдіктегі мөлшері
Жеке элементтердің өсімдің тіршілігіндегі физиологиялық маңызы. Макроэлементтер

Фосфор
Күкірт
Калий

Минералдық қоректену туралы ілімінің даму тарихы

Өсімдіктер немен қоректенеді, өзінің денесін қандай заттардан құрастырады және ол заттарды қайдан қабылдайды деген сұрақтар физиология ғылымы жаңа қалыптаса бастаған кездерде туындаған болатын.

Осы бағытта алғашқы болып тәжірибелік зерттеулер жүргізгендердің бірі голландия ғалымы Я. Б. Ван-Гельмонт болды (1629) . Ол өз тәжірибесінде талдың бір кішкене өркенін алып, ішіне белгілі мөлшерде топырақ солынған жәшікке отырғызып, бес жыл бойы өсімдікті әлсін-әлсін жаңбыр суымен, немесе қайнатылған сумен суарып өсірді. Тәжірибенің соңында өсімдік пен топырақты қайта өлшеп, өсімдік салмағының 33 есе артқандығын, ал топырақ салмағының небәрі 50-60 грамға кемігенін байқады. Осыған байланысты өсімдік негізінен сумен ғана қоректенеді деген қорытынды жасады. Бұл тұжырым өсімдіктердің сумен қоректену теориясына негіз болды.

Ван-Гельмонттың қорытындысы біржақты болғанымен, оның тәжірибелерінің нәтижесі өсімдіктің сырттан қабылдаған заттары денесінде күрделі өзгерістерге түсетіндігі туралы көзқарас туғызды.

Содан бастап, өсімдіктің қоректенуіне ең маңызды орта - топырақ екендігі туралы деректер жинақталды. Соған байланысты, енді өсімдік өзіне қоректік заттарды топырақтың қандай бөлігінен қабылдайды деген сұрақтар туа бастады.

Батыс Еуропада XVIII ғасырдың соңы XIX ғасырдың алғашқы кезеңдерінде қоректенудің гумустық (қарашіріктік) теориясы кең орын алды. Осы теорияны негізгі жақтаушылардың бірі неміс ғалымы А. Тэер топырақтың құнарлығы қарашірікке (гумусқа) байланысты, себебі ол сумен қатар өсімдік үшін негізгі қорек болып есептеледі деді.

Тэер және осы теорияның басқа жақтаушылары топырақтағы минералдық заттар органикалық қосындылардың ыдырауын жеңілдетіп, оларды өсімдікке оңай сіңетін күйге ауыстыратын қосалқы маңыз атқарады деген қорытынды жасады. Сол кездердің өзінде ғана Буссенго, Шпренгель және Либих сияқты ғалымдар гумустық теорияға қарсы шықты.
Буссенго өзінің азоттық теориясын дамытты. Ол өзінің жеке меншік шаруашылығында 1836 жылдан бастап ауыспалы егістік тәжірибелерін жүргізіп, егілген дақылдардың түсімін есептеп, құрамындағы көміртегінің, азот және күлдің мөлшерін анықтады. Нәтижесінде түсім құрамындағы көміртегінің мөлшері қарашіріктегі мөлшеріне байланыссыздығын және азоттың мөлшері ауыспалы егістікте бұршақ тұқымдастарының үлесі көп болған сайын көбейетіндігін байқады.

Орыстың атақты ғалымы - химик Д. И. Менделеев (1834-1907) өз өмірінде химия ғылымының дамуына аса бағалы үлес қосумен қатар, басқа да ғылымдар саласында, соның ішінде егін және мал шаруашылығының жан-жақты дамуына үлкен еңбек сіңірді. Оның тыңайтқыштарды өндіру мен қолдану, топырақты өңдеу, көп жылдық шөптердің маңызы, ауылшаруашылық өнімдерінің химиялық технологиясы туралы салалы, терең ойлары осы күнге дейін мәнін жойған жоқ.

Ол Ресейдің әртүрлі аймақтарында тыңайтқыштарды қолданып, танаптық тәжірибелер жүргізудің арнайы бағдарламасын жасады. Өзі басшылық еткен сол тәжірибелерден 1872 жылы жасаған баяндамасында Д. И. Менделеев өсімдіктердің қоректенуін зерттеуге арналған тәжірибелер әр аймақтың ауа-райы мен топырақ және өсімдіктердің биологиялық ерекшеліктерімен байланыстырылып жүргізілуі қажеттігін ұсынды. Осы талапты орындағанда ғана тәжірибелер нәтижесінен шығатын қорытындылар сенімді болатындығын ескертті.

Өсімдіктердің қоректенуі туралы ілімнің дамуына атақты ғалым К. А. Тимирязев (1843-1920) өте маңызды үлес қосты. Өзі 25-30 жылдай фотосинтез процесін зерттеумен қатар, өсімдіктердің тамыры арқылы қоректенуінің физиологиялық негіздерін зерттеумен де айналысты. Осындай теориялық маңызы бар тәжірибелерді нақтылай бағалауға қолайлы жағдаларда жүргізу мақсатында 1872 жылы Ресейде бірінші вегетациялық үй салдырды. Одна бірнеше өткен соң Мәскеу университеті жайының төбесіне осындай екінші үй салдырды. Сонда өзінің физиологиялық зерттеулерін жүргізді.
Өзінің зерттеулерінде Тимирязев өсімдік организмінде зат алмасу процесі ең негізгі орын алатынын ескертумен болды. Ол организм заттарды үздіксіз қабылдап өзгертеді және бөліп шығарады, яғни тіршіліктің негізгі белгісі - зат алмасу деген ойын үздіксіз қайталап отырды. Соған байланысты, өсімдіктің қажетін білу үшін оның ойын сұрау қажет, яғни олармен тікелей тәжірибелер жүргізу керектігін тұжырымдады.

Минералдық элементтердің өсімдіктегі мөлшері

Орташа есеппен өсімдіктің сусыз құрғақ затының құрамында

көміртек - 46 %,

оттегі - 42 %,

сутегі - 6, 5 %,

азот - 1, 5 %,

минералдық элементтер - 5 % шамасында болады.

Органогендер деп аталатын элементтердің (C, O, H, N) үлесіне өсімдіктің құрғақ салмағының 95 %-і тиеді. Қалған 5 %-ін ғана минералдық элементтер құрайды. Осы элементтердің сапалық құрамы және олардың процентпен есептегендегі мөлшері сыртқы орта жағдайларына байланысты өзгеріп тұрады. Өсімдік денесіндегі мөлшеріне байланысты минералдық элементтер мынадай топтарға бөлінеді:
1) Макроэлементтерге мөлшері 0, 01-ден ондаған процентке дейін жететін элементтер жатқызылады. Бұл топқа органогендерден (C, O, H, N) басқа - Si, Ca, K, Mg, P, S, Al, S енеді.
2) Микроэлементтерге мөлшері 0, 0001-ден 0, 1 арасында кездесетін - Mn, B, Cu, Zn, Ba, Ti, Li, Br, Mo, Co және т. б. жатады.
3) мөлшері одан да аз Cs, Se, Cd, Hg, Ag, Au, Ra, т. б. жатады. Жеке элементтердің өсімдіктегі мөлшері көптеген жағдайларға байланысты өте өзгергіш келеді. Мысалы, фосфордың мөлшері - 0, 14-тен 2, 5%-ке дейін, бордың мөлшері - 0, 001-0, 1%, т. с. с. Бір түрлі өсімдіктің әртүрлі мүшелерінде минералдық (күл) элементтердің мөлшері біркелкі болмайды. Мысалы, шөптесін өсімдіктердің тұқымдарында жалпы күлдің мөлшері - 3 %, сабағында - 4 %, тамырында - 5 %, жапырағында - 15 %-ке дейін жетеді.

Кейбір өсімдіктер мүшелеріндегі жалпы күлдің және жеке элементтердің мөлшері төмендегі кестеде келтірілген. Одан астық дақылдастардың тұқымында фосфордың, сабағында кремнийдің көп болатынын байқауға болады. Бұндай ерекшелік тек осы өсімдіктерге ғана тән. Мысалы, беденің сабағында күлдің мөлшері басқа өсімдіктердегімен шамалас болғанымен, кремнийдің күлге есептегендегі мөлшері 2-3 %-тен аспайды. Керісінше, беденің күлінде кальцийдің мөлшері басқаларға қарағанда 5-6 есе артық.

Картоп түйнегінде, қант қызылшасының, т. б. тамыр жемістілердің тамырында калий көп болады. Күнбағыстың күлінде де калий мөлшері басқа элементтерге қарағанда көбірек болады. Ақжелкен тамырындағы күлдің 0, 25-1 % SO3 үлесіне тиеді. Бұны крестгүлділер тұқымдастарының ерекше белгісі деп қарауға болады.
Күлдің құрамындағы кальдийдің көп болуы тек түрге тән белгі болмастан, өсімдіктің жасына да байланысты. Әдетте бұл элементтің мөлшері өсімдік мүшелері қартайып ескірген сайын көбейе береді. Мысалы, қартайған еменнің тамырының күлінде оның мөлшері 90 %-ке жетеді.

Кейбір өсімдіктердің жеке мүшелеріндегі күлдің және элементтердің мөлшері (В. А. Рубин)

Зерзат

Құрғақ затытағы күл, %

K2O

CaO

MgO

P2O5

SO2

SiO2

Зерзат:

Бидай (дән)

Арпа (тұтас өсімдік)
Қызылбас беде(тұтас өсімдіктің гүлдеу кезі)
Картоп түйнегі
Темекі жапырағы
Ақжелкен тамыры
Қартайған емен жапырағы

Құрғақ затытағы күл, %:

2, 1
6, 5
6, 9

3, 8
17, 2
8, 5
7, 2

K2O:

30, 5
25, 4
32, 3

60, 1
29, 1
39, 0
4, 4

CaO:

2, 8
5, 8
34, 9

2, 6
36, 0
10, 1
82, 3

MgO:

12, 0
3, 0
10, 9

4, 9
7, 4
3, 7
1, 2

P2O5:

48, 9
10, 3
9, 6

16, 9
4, 7
10, 4
0, 4

SO2:

1, 3
2, 9
3, 2

6, 5
6, 1
24, 7
0, 3

SiO2:

1, 5
42, 8
2, 7

2, 0
5, 8
7, 2
0, 6

Жеке элементтердің өсімдің тіршілігіндегі физиологиялық маңызы
Макроэлементтер

Фосфор. Фосфордың топырақтағы қоры онша көп емес, Р2О3-пен есептегенде бір гекторға 2-4, 4 тонна аралығында. Оның 23-і ортофосфор қышқылының (Н3РО4) тұздары, ал қалған бөлігі фосфорлы органикалық қосындылардың үлесіне тиеді. Топырақтағы фосфорлы қосындылардың көбісі суда нашар ериді. Бұл бір жағынан фосфордың ысырап болуын азайтып, екіншіден өсімдікке пайдалану мүмкіндігінде кемітеді.

Органикалық қалдықтардағы және қарашіріктегі фосфор микроорганизмдердің тіршілік әрекеттерінен минералданып, көпшілігімнашар еритін тұздарға айналады. Өсімдік оларды тамырынан бөлінетін органикалық қышқылдардың әсерімен екі валентті катиондарын хелаттап, ризосфераны қышқылдатады да жылжымалы күйге айналдырады:

НРО43- НРО42- НРО4-

Кейбір ауылшаруашылық дақылдар (бөрібұршақ, қарақұмық, асбұршақ) нашар еритін фосфаттарды да жақсы игере алады.

Фосфордың биосферадағы айналымы (В. В. Полевой, 1989)

Өсімдік клеткасындағы фосфорлы өте маңызды органикалық қосындылардың бірінші қатардағыларына аденозиндифосфат (АДФ) және аденозинтрифосфат (АТФ) жатады. АТФ көптеген ферменттік реакцияларды алғашқы фосфорлаушылық рөл атқарады.

Фосфор өсімдіктердің пісіп жетілуін тездетеді. Фосфорлы тыңайтқыштардың әсерінен астық дақылдар 5-7 күн ерте пісіп жетіледі, өсімдік тамыры жақсы бұтақтанып, тереңдеп, жайылып өседі. Фосфордың әсерінен қант қызылшасының қанттылығы, картоп түйнегінде крахмалдың мөлшері көбейеді.

Өсімдіктерде фосфордың игерілуі негізінен күндізгі сағаттарда іске асады. Сіңген бейорганикалық фосфордың аздаған бөлігі нуклеотидтердің құрамына енеді. АТФ-тағы фосфор одан әрі гексофосфаттардың, нуклеопротеидтердің, фосфопротеидтердің пайда болуына жұмсалады.

Фосфорлы қорек жетіспеген жағдайда өсімдік жапырағында көмірсулардың мөлшері көбейеді. Соған байланысты антоциан пигментінің мөлшері де көбейіп, жапырақтар көгілдір жасыл, кейде қарақошқыл, немесе қола реңді болып түсін өзгертеді. Өсімдіктердің өсуі баяулап, жемісдерінің пісіп жетілу мерзімі кешігеді.

Фосфор жеткіліксіз жағдайда оттегінің сіңуі бәсеңдеп, тыныс алуға қатысатын ферменттердің ырықтығы өзгеріп, митохондриялардан тыс тотығу жүйелер ырықтана бастайды (гликол қышқылының оксидазасы, аскорбаиоксидаза) . Сонымен қатар, фософрлы органикалық қосындылар мен полисахаридтердің ыдырау процесі жеделдейді, белоктардың және нуклеотидтердің синтезделуі баяулайды.

Өсімдіктің фосфор тапшылығына сезімталдығы жас кезеңдерінде анығырақ байқалады.

Фосфорлың өсімдік тамыры арқылы сіңуі топырақ ылғалдығы артқан сайын қарқындай түседі. Қоректік ортада нитратты азот көбірек болса, өсімдіктің фосфорға қажеттілігі басымдау келеді.

Күкірт . Бұл элемент қажетті негізгі элементтердің біріне жатады. Күкірт өсімдікке негізінен сульфат күйінде енеді. Өсімдік ұлпаларындағы мөлшері онша көп болмайды - 0, 2-1% шамасында. Бұршақ тұқымдастар, әсіресе крестгүлділер, басқа өсімдіктерге қарағанда, күкіртті көбірек қажет етеді.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.