0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Химический состав растения

КОМПОНЕНТНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ РАСТЕНИЙ

Растения состоят из воды, минеральных и органических веществ, содержание которых принято выражать в процентах. Содержание воды в растениях выражают в процентах на сырую массу, органических, минеральных и сухих веществ — в процентах на сухую массу.

Большинство зерновых, зернобобовых и масличных сельскохозяйственных культур содержат в репродуктивных органах 85—90% сухих веществ и 7-15% воды. Зеленые вегетативные органы растений содержат 85—95% воды и 5—15% сухих веществ.

Зеленая масса злаковых, бобовых и других культур отличается высоким содержанием воды. Клубни картофеля содержат 75—85% воды и 15—25% сухого вещества, корнеплоды сахарной свеклы —75— 80, корнеплоды столовой свеклы, моркови — 85-90, капуста — 90—93, плоды томатов — 88—92% воды, огурцы содержат 96% воды и только 4% сухого вещества.

Сухое вещество растений состоит из 90-95% органических соединений и 5—10% минеральных. Наиболее важными органическими веществами растений являются белки, жиры, крахмал, сахара, клетчатка, пектиновые вещества и другие азотистые и безазотистые соединения (табл. 1.5).

Качество растениеводческой продукции определяется составом и содержанием в ней органических и минеральных соединений. На-

Компонентный состав сельскохозяйственной продукции

Клевер (зеленая масса)

Ежа сборная (зеленая масса)

Лук репчатый (луковицы)

Сахарная свекла (корнеплоды)

Кормовая свекла (корнеплоды)

Свекла столовая (корнеплоды)

пример, качество зерна зерновых культур определяется содержанием в нем белка и крахмала. При этом зерно, идущее на пищевые и фуражные цели, должно содержать больше белка, а зерно, идущее на пивоваренные цели, — меньше белка и больше крахмала.

Хлебопекарные качества зерна пшеницы обусловливаются также содержанием и количеством клейковины. В зерне бобовых культур содержание белков в 1,5—2,0 раза больше, чем в зерне злаковых зерновых, и во столько же раз меньше крахмала. Качество масличных культур (подсолнечника, льна, сои, рапса, рыжика) оценивают по содержанию и составу жиров в семенах, соотношению в них насыщенных и ненасыщенных жирных кислот.

Химический состав растений в значительной мере обусловливается условиями их минерального питания. Хорошая обеспеченность растений азотом существенно увеличивает содержание в них белков. Фосфорные и калийные удобрения способствуют накоплению сахаров, крахмала, жиров и клетчатки.

Средний химический состав сухой массы растений (%): углерод — 45; кислород — 42; водород — 6,5; азот — 1,5; зольные элементы (после сжигания растений — калий, кальций, магний, фосфор, сера, кремний и др.) — 4—6%. В растущих растениях содержание элементов другое (% к сырой массы): кислород — 70; углерод — 18; водород — 10; кальций — 0,5; азот — 0,3; калий — 0,3; кремний — 0,15; фосфор — 0,07; магний — 0,07; сера — 0,05; хлор — 0,04; натрий — 0,02; алюминий — 0,02; железо — 0,02.

В растениях обнаружено более 75 химических элементов, из них 20 относятся к незаменимым, поскольку без них растения не могут жить и они не могут быть заменены другими элементами. К необходимым элементам относятся кислород, углерод, водород, азот, фосфор, сера, калий, кальций, магний, натрий, железо, марганец, бор, цинк, медь, молибден, кобальт, ванадий, хлор и йод. Еще 12 элементов считаются условно необходимыми, так как во многих случаях они положительно влияют на растения. К ним можно отнести кремний, литий, стронций, кадмий, селен, серебро, хром, фтор, никель, титан, свинец и алюминий.

В табл. 1.6 приведено среднее содержание наиболее важных элементов питания в основных растениях. Содержание азота, калия, кальция и магния в зависимости от условий выращивания может сильно изменяться, в то время как содержание фосфора и серы в растениях колеблется незначительно.

В настоящее время в агрохимии содержание химических элементов в растениях, почве и удобрениях принято выражать (кроме N) в виде оксидов — соединений химических элементов с кислородом: Р-,05, К20, CaO, MgO и т.д.

Содержание основных элементов питания в растениях

Свекла сахарная (корнеплоды)

Травы (сено луговое)

Для пшеницы, гороха, льна и трав — % от сухого вещества, для других культур — % от сырой массы.

Все незаменимые элементы оказывают большое влияние не только на урожайность культур, но и качество продукции. Они входят в состав белков, углеводов, жиров и других важных веществ, содержащихся в растениях. Так, например, азот входит в состав аминокислот, белков, хлорофилла, РНК, ДНК, витаминов и других соединений.

Химический состав растений в период вегетации постоянно меняется. Поглощение элементов питания культурами в молодом возрасте заметно опережает синтез растениями органических веществ. Например, максимально интенсивное поглощение элементов питания у кукурузы происходит в фазе 7—9 листьев, у картофеля — в июле, у сахарной свеклы — в августе. Растения в молодом возрасте потребляют элементы питания в количествах, больших, чем необходимо, как бы в запас, в целях дальнейшего использования при синтезе органических веществ.

Питание растений — это процесс поглощения и усвоения ими питательных элементов. Благодаря питанию растений происходит круговорот веществ и энергии, который связывает мир минеральной, неживой природы с миром живых организмов.

В живой природе различают два типа питания — гетеротрофный и автотрофный. При гетеротрофном типе питания, характерном для животных организмов, грибов и микробов, используются белки, жиры, углеводы, иные сложные органические соединения, выработанные другими организмами. Автотрофы — зеленые растения и некоторые микроорганизмы (хемоавтотрофные), способные питаться исключительно неорганическими (минеральными) веществами. Они, в отличие от других организмов, используя энергию солнечного света, могут строить свое тело, создавая из низкомолекулярных соединений (С02, Н20) и минеральных солей сложные органические соединения. Все необходимые для питания элементы растения получают через листья и корни из воздуха и почвы. Поэтому различают воздушное и корневое питание растений.

Воздушное питание состоит в усвоении зеленым растением, главным образом листьями, С02 с помощью световой энергии. В процессе фотосинтеза растения усваивают С02 и образуют органические соединения (углеводы, белки, жиры), содержащие восстановленный углерод. Для восстановления углерода они используют водород воды, при этом выделяя в атмосферу свободный (молекулярный) 02. Источником энергии при фотосинтезе служит солнечный свет, поглощаемый хлорофиллом, который не рассеивается в виде тепла, а преобразуется в химическую энергию. Таким образом, в процессе фотосинтеза из углекислоты воздуха и воды почвы при участии солнечных лучей образуются безазотистые органические вещества (углеводы).

Если фотосинтез сопровождается поглощением энергии, то при дыхании происходит освобождение энергии. На дыхание растениями расходуется примерно 20% органического вещества, созданного во время фотосинтеза. Процесс дыхания растений можно описать в виде следующей реакции:

Выделяющуюся при дыхании энергию растения используют на синтез более сложных органических веществ, на поглощение корнями питательных элементов и воды из почвы и передвижение их к листьям, а от них — к растущим частям: точкам роста, цветкам, семенам, клубням и т.д. В образовании органических соединений как источник энергии участвует аденозинтрифосфорная кислота (АТФ).

В обычных условиях растения используют не больше 2—3% солнечной энергии, приходящей на поверхность земли. Поэтому одной из задач земледелия является увеличение фотосинтетической деятельности возделываемых культур. Этому способствуют увеличение листовой поверхности и удлинение периода ее жизнедеятельности, оптимизация питания растений, выведение их более продуктивных сортов и разработка новых технологий их возделывания.

Из воздуха растения поглощают не только углекислый газ, но и азот (бобовые культуры), а также легкорастворимые соли. Эта их способность используется при внекорневых подкормках и при обработке средствами защиты растений.

При корневом питании корни растений поглощают минеральные элементы и включают их в обмен веществ внутри растений. Поступление элементов через корни, их передвижение и усвоение тесно связаны с фотосинтезом, дыханием, другими биохимическими процессами и требуют затрат энергии. При этом растения обладают избирательной способностью поглощения элементов питания.

Корнями растения усваивают ионы (катионы и анионы) из почвенного раствора, а также из почвенных коллоидов. При этом азот поглощается в виде катионов NH4 и анионов N03 — (бобовые способны усваивать из атмосферы и молекулярный азот). Фосфор и сера поглощаются в форме анионов Н2Р04, НРО 2- , РО 3- , S04 2- ; калий, кальций, магний, натрий, железо — в виде катионов К + , Са 2+ , Mg 2+ , Na + , Fe 3+ ; микроэлементы — в виде анионов и катионов. Кроме этих элементов корни растений способны поглощать из почвы С02 (до 5% от общего его потребления), а также в небольших количествах аминокислоты, витамины, ферменты и некоторые другие растворимые органические вещества.

Корневые системы растений существенно различаются по строению, форме, распределению в почве и поглотительной способности. Так, по данным Н.А. Качинского, масса корней в условиях нечерноземной зоны достигала у овса 25—30%, у клевера — 50—60, на предкавказском черноземе у кукурузы — 12—15, у озимой пшеницы — 40—50, люцерны — 80—130% массы надземной части растений.

У большинства культурных растений корни проникают в почву на глубину до 2 м, но их основная масса располагается на глубине до 30—50 см. Интенсивность развития корневой системы в значительной степени зависит от обеспеченности почвы питательными элементами.

По форме корневые системы растений могут быть стержневыми или мочковатыми. Поверхность корней, поглощающая элементы питания, достигает больших размеров. Например, у ячменя, растущего на 1 га, общая поглощающая поверхность корней и корневых волосков достигает площади 200—300 га. Корень состоит из корневого чехлика, зоны деления, зоны растяжения, зоны корневых волосков (рис. 1.1). Наибольшей способностью к поглощению обладают корневые волоски молодых корней. На 1 см 2 корня может располагаться 300—400 корневых волосков. У корней зерновых культур их длина достигает 4—5 мм, у мятлика лугового — 10—12 мм. Корневые волоски обычно живут несколько суток и по мере их старения отмирают. Корни не только поглощают из почвы питательные элементы, в них происходит также синтез органических соединений (аминокислот, белков), которые используются самой корневой системой и частично поступают в надземную часть растений.

Рис 1.1. Строение кончика корня:

7 — корневой чехлик; 2 — зона делящихся клеток; 3 — зона растяжения клеток; 4 — зона дифференциации клеток; 5 — осевой цилиндр (ксилема и флоэма); 6 — эпидермис; 7 — корневые волоски; 8 — заложившийся боковой корень

Движение питательных элементов можно разделить на три этапа:

1) переход ионов из твердой части почвы в почвенный раствор и передвижение их к поверхности корней; 2) проникновение ионов через цитоплазматическую мембрану в клетки корня; 3) передвижение их по корням в надземные органы растений.

Скорость передвижения питательных элементов в почве зависит от ее свойств и поглощаемых растениями ионов.

В корни растений ионы питательных элементов поступают либо с потоком воды, либо диффузионно, т.е. благодаря проникновению молекул одного вещества в другое при непосредственном соприкосновении (или через пористую перегородку), обусловленному тепловым движением молекул. Установлено, что при высокой концентрации ионов в почвенном растворе они поступают в корни с потоком раствора, при низкой насыщенности почвенного раствора ионами и высокой потребности в них растений ионы передвигаются к корням при помощи диффузии. Фосфор и калий доставляются к растениям в основном при помощи диффузии, а кальций и магний — с током почвенного раствора. Нитраты передвигаются в почве быстрее, чем фосфаты, и поглощаются интенсивнее: если фосфаты поглощаются на расстоянии 0,1—0,2 см от корня, то нитраты — в радиусе 1 см.

Проникновение ионов с поверхности корня в клетки может происходить по-разному. Существует несколько теорий, объясняющих этот процесс. Одной из первых была диффузионно-осмотическая теория В. Пфеффера (1845—1920), согласно которой питательные элементы поступают в клетку из-за их разной концентрации в клеточном соке и почвенном растворе. Тем самым поступление элементов питания в клетки связывалось с транспирацией: чем больше воды поступает в растения и испаряется, тем интенсивнее поглощаются питательные элементы. К.А. Тимирязев в 1892 г. и позже Д.А. Сабинин (1925 г.) отвергли диффузионно-осмотическую теорию, доказав, что прямой зависимости между транспирацией воды и поступлением питательных элементов нет.

В конце XIX в. появилась липоидная теория, согласно которой в протоплазменной мембране клетки содержатся липоидные вещества, в которых растворяются питательные элементы, затем поступающие в корни.

Создатели улътрафильтрационной теории считали, что протоплазменная оболочка клетки представляет собой тонкое сито, через которое в нее проникают ионы и молекулы питательных элементов. Проникновение в корни молекул больших размеров, например аминокислот, фитина и др., ультрафильтрационной теорией не объясняется.

В начале XX в. появилась адсорбционная теория, в дальнейшем развитая Д.А. Сабининым и И.И. Колосовым, согласно которой поглощение корнями ионов из почвенного раствора происходит путем вытеснения других ионов с поверхности протоплазмы, которая обладает амфотерными свойствами благодаря присутствию в ней белковых веществ.

Эти теории сыграли положительную роль в развитии взглядов на поступление в растения питательных элементов, хотя и объясняли его упрощенно и односторонне. В соответствии с современными представлениями питательные элементы в растительную клетку поступают через цитоплазматическую мембрану, или плазмалемму.

Читать еще:  Что такое подвывих копчика

ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ

Питание — это обмен веществ между растением и окружающей средой, переход веществ из почвы и воздуха в растение в состав органических соединений, которые синтезируются в растительном организме, и вывод части их из него.

По воздушного питания растения в отличие от корневого питания, обычно равномерно обеспечиваются углекислым газом (С02). Для фотосинтеза растению нужны свет, влага, минеральные элементы. Этими факторами и биологическими особенностями культур и определяется его интенсивность.

Корневое питание зависит не только от биологических особенностей культур и обеспечения продуктами фотосинтеза, но и от интенсивности роста корневой системы, структуры и влажности почвы, реакции среды, содержания и соотношения подвижных соединений элементов питания, деятельности почвенной биоты, корневых выделений и т.п.

Химический и биохимический состав растений

Химический состав растений — это содержание в них органических и минеральных веществ и некоторых химических элементов. Обычно его выражают в процентах массы сухого вещества (иногда массы всего растения в живом состоянии — «масса сырого вещества»).

Большинство сельскохозяйственных культур в вегетативных органах содержит 5- 15% сухих веществ, остальные 85-95% — вода. В спелом семенные содержание сухих веществ 85-90%. Так, зерно хлебных злаков и бобовых содержит 85-88% сухих веществ, семена масличных культур — 90-93%.

В зеленой массе злаковых, бобовых и других культур значительная доля воды — 75 85%. Корнеплоды свеклы и клубни картофеля содержат 85-90% воды, головки капусты — 90-93, плоды помидора и огурца — 92-96%.

В составе сухого вещества растений 90-95% составляют органических соединений, которые в растениях представлены белками и другими азотистыми соединениями, жирами, крахмалом, сахарами, клетчаткой, пектинами.

Качество сельскохозяйственной продукции определяется содержанием органических и минеральных соединений. Так, качество зерновых культур зависит от количества белка и крахмала, хлебопекарные качества зерна пшеницы — от количества и качества клейковины. В бобовых содержится меньше крахмала, но больше белка. Семена масличных культур оценивают по содержанию жиров, а их качество, в свою очередь, зависит от соотношения в них насыщенных и ненасыщенных жирных кислот.

На качество и количество органических веществ в растениях значительно влияют условия питания. Достаточные количества азота и серы в почве способствуют образованию в растениях белков. Оптимальное фосфорное и калийное питание обеспечивает накопление углеводов — сахаров, крахмала, клетчатки, а также жиров. Микроэлементы способствуют улучшению качества урожая.

Между химическим составом почвы и химическим составом растений нет прямой зависимости. Некоторых химических элементов в почве может быть много, но в растения они или вовсе не поступают, или попадают в очень небольших количествах, а других химических элементов, которых в почве мало, в растениях накапливается большое количество — растения словно выбирают, исчерпывают эти вещества из почвы . Итак, поглощение минеральных веществ носит избирательный характер который наследуется генетически и одновременно зависит от их концентрации в питательной среде.

Различные выли растений способны накапливать в своих тканях преимущественно различные химические элементы, например свеклу и картофель в расчете на сухое вещество накапливают до 50% оксида калия, все капустные — до 25% оксида серы, злаки — до 40% оксида кремния. Такие расхождения содержания элементов питания связаны с механизмом избирательного поглощения и аккумулирования, присущего растениям. Обычно по объемам аккумулирования в растениях главные места занимают азот, фосфор и калий, иногда кремний. Так, рожь выращенное на том же почве, что и пшеница, накапливает меньше марганца, молибдена и меди, но значительно больше бора. Каждый вид растений характеризуется избирательной способностью к усвоению элементов и ставит свои требования к окружающей среде, что делает невозможным существование большего числа видов растений, чем в случае одинаковых потребностей. Совокупность, в том числе севооборот, полнее использует природные ресурсы и является устойчивой по сравнению с монокультурой.

Химические элементы, необходимые для роста и формирования урожая, называют биогенными. Другие элементы питания попадают в растения случайно, пассивно и практически не нужны для их роста и развития. Поэтому такие химические элементы называют абиогенный , хотя практически иногда они могут быть довольно важными. Например, астрагал и другие бобовые растения, растущие на почвах, богатых селеном, накапливают его в таком количестве, что становятся ядовитыми для сельскохозяйственных животных.

Углерод, кислород, водород и азот называют органогенными элементами , поскольку из них состоят органические вещества, они формируют около 95% массы сухого вещества растений (углерод 45%, кислород — 42, водород — 6,5, азот — 1,5%). Они поступают в растения преимущественно в виде СО2, O2 и Н20. Остальные 5% составляют зольные элементы (остаются после сжигания растений — калий, кальций, магний, фосфор и др.). Однако отдельные ткани и органы существенно отличаются по содержанию золы. Так, зерно содержит 3% золы от массы сухого вещества, листья — 10-15, травянистые стебли и корни — 4-5%. Количество золы в растениях во многом зависит от состава почвы и условий увлажнения: чем богаче почва на соли и чем суше климат, тем больше золы накапливается в растении. Водные растения содержат больше золы, чем сухопутные (в водорослей — до 50% и более). В составе растений обнаружены большинство элементов периодической таблицы Д. И. Менделеева. Сейчас в агрохимии полно изучено физиологическую роль только 27 из них.

По данным Л. Г. Ноздрюхина (1977), для нормального развития организма необходимые 27 элементов, из них 11 макро (С, Η, О, N, Са, Mg, S, Р, Na, К, СИ) и 16 — микро (микробиогенных) — I, Cu, Zn, Μn, Co, Ni, Mo, As, В, Se, Cr, Fe, V, Si, F, Sn; для растений — макроэлементы плюс Fe, Cu, Zn, В, Si, Mo, V; для животных — микроэлементы плюс Se, Cr, Ni, F, I, Sn, Fe, Cu, Zn, Si, Mo, V; в организме человека набор элементов достигает 30.

Все элементы, входящие в группу «необходимых», физиологически незаменимы, а их функции в растениях четко специфичны. Недостаток любого из них приводит к глубокому нарушению обмена веществ и физиолого-биохимических процессов в растениях, их роста и развития, снижение урожая и его качества. При остром дефиците элементов этой группы у растений обнаруживаются характерные признаки голодания. Однако количественные потребности растений в том или ином элементе весьма различны.

Сейчас четко установлено, что жизненная необходимость химических элементов определяется не столько их количественным содержанием в организме, столько активности участия в процессах образования органического вещества. А это обычно определяется свойствами элемента (атомная масса, порядковый номер, потенциал ионизации, ионный потенциал, полярность и др.).

Вероятно, что современные и новые методы исследований расширят список элементов, необходимых для растений в очень малых количествах.

Общее количество химических элементов, вовлеченных в биологический круговорот, и их соотношение во многом зависят от группы организмов (растения, микроорганизмы, животные, человек). Химический состав живых организмов определяет характер обмена веществ между организмом и средой. Один и тот же химический элемент разные растения утилизируют в разных количествах (табл. 2.1).

Таблица 2.1. Примерный содержание некоторых элементов в золе растений,% (Π. Смирнов, Е. А. Муравин)

Химический состав растений

Весь наш мир состоит из мельчайших частиц – атомов, которые собираются в молекулы. Они настолько малы, что наш глаз просто не способен их увидеть. Но, тем не менее, именно они делают вещи такими, какими они есть. Они обеспечивают возможность организмов выполнять определенные функции. И без знания о молекулах просто невозможно понять, как же живет растение. На этом уроке мы заложим основу, необходимую для понимания дальнейших тем.

Общие сведения

Для понимания работы растительного организма необходимо знание его строения.

Все живые существа состоят из органических и минеральных веществ.

Органические вещества – сложные соединения углерода.

Неорганические (минеральные) вещества – все остальные химические соединения (вода, соли).

Вода – главное минеральное соединение, входящее в состав живых организмов.

Органические соединения растений

Важнейшие классы органических соединений:

Они используются для запасания энергии, построения тела растения, передачи наследственной информации.

Отличия в содержании веществ

Различные органы различных растений содержат неодинаковое количество минеральных и органических соединений. Так, в листьях капусты воды до 90%, а в плодах огурца – до 96%. А созревшие семена растений содержат 5-15% воды. Больше всего минеральных солей в листьях (10-15%) и стеблях (4%).

Ткани растений богаты углеводами: целлюлоза, крахмал, сахароза, фруктоза и др.

Одни и те же части растений разных видов могут иметь разный химический состав. Так, зерновки пшеницы содержат в 2 раза больше воды, чем семянки подсолнуха (см. Рис. 1). А органических веществ в семянках подсолнуха больше.

Рис. 1. Семянка подсолнуха

Во всех семенах растений органических веществ больше, чем неорганических. Это связано с тем, что для развития зародыша необходимо много энергии, которая содержится в органических веществах. А воду и минеральные вещества зародыш получает из почвы.

В плодах пшеницы (см. Рис. 2) белков 13%, углеводов 69%, жиров 2%. В семенах подсолнуха белков 26%, углеводов 16%, жиров 44% и более.

Рис. 2. Плоды пшеницы

Витамины

Витамины – органические вещества, которые вырабатываются организмами. Наш организм не способен к их выработке, а растительный способен. Поэтому для их получения нам необходимо потреблять растительную пищу.

В случае недостаточного потребления витаминов у человека развиваются авитаминозы, приводящие к различным заболеваниям.

Недостаток какого-либо вещества в растительной клетке приводит к замедлению роста растения, нарушению нормального развития, гибели.

Значение веществ растений для человека

Человек использует вещества, содержащиеся в организмах растений.

Для получения круп и муки, богатых углеводами, выращивают пшеницу, кукурузу (см. Рис. 3), гречиху.

Семена бобов, сои, чечевицы и др. богаты белками.

Подсолнечник, соя, рапс, оливы (см. Рис. 4) используются для получения пищевых растительных жиров. Это масличные растения.

Рис. 4. Плод оливы

Лен, хлопчатник (см. Рис. 5), конопля используются для получения технических масел.

Рис. 5. Хлопчатник

Также растения используют для получения натурального каучука, спирта, скипидара и др. Растения служат сырьем для медицинской и косметической промышленности. Их используют для изготовления кремов, мазей, сиропов, настоек и других лекарственных препаратов.

Химический состав растений

Положите в пробирку кусочки корня, листьев, стеблей или несколько семян растения. Нагрейте на медленном огне. Посмотрите, что появилось на стенках пробирки.

Возьмите кусочек теста. Оно приготовлено из муки, приготовленной из семян растений. Таким образом, оно имеет сходный с семенами растений химический состав. Положите кусочек теста в плотный мешочек, свернутый из нескольких слоев марли. Налейте в стакан воды и промойте в ней мешочек с тестом. В марлевом мешочке останется богатая белками клейковина. В стакан с оставшейся после промывания теста мутной водой добавьте 2-3 капли йода. Капните йодом на срез клубня картофеля. Опишите наблюдения в обоих случаях.

Положите на белую бумагу семена льна, подсолнечника или других масличных культур. Раздавите их. Что появилось на бумаге? К какому классу органических веществ оно относится?

Сделайте вывод об основных классах органических веществ, входящих в состав растений.

Нагрейте высушенные части растений на металлической пластинке. Постепенно органические вещества начнут сгорать – части обуглятся, появится дым. В итоге останется зола – несгорающие минеральные вещества.

Сделайте общий вывод о веществах-компонентах растения. Запишите его.

Растительные яды

2 важных класса органических веществ растений: алкалоиды и гликозиды. Названия происходят от латинских названий растений, из которых те впервые были получены. Человек употреблял растения, содержащие алкалоиды и гликозиды задолго до открытия этих веществ. Так, эфедра двуколосковая (см. Рис. 6) и опийный мак использовались в медицине.

Рис. 6. Эфедра двуколосковая

Растения, содержащие алкалоид стрихнин, использовались индейцами для отравления стрел.

Экстракты многих растений, содержащих гликозиды, сильно действуют на сердце, и использовались еще в античной медицине для возбуждения сердечной деятельности.

Многие растительные яды до сих пор используются в медицине, например атропин, который используется в офтальмологии.

Знаете ли вы, что…

Из камбия сосны получают заменитель ванили – ванилин. Из смолы хвойных деревьев получают канифоль, скипидар и сургуч. Кора дуба или ивы используется при дублении кожи.

Из чернильных орешков (см. Рис. 7) – паразитов листьев дуба получали чернила в XIX веке.

Рис. 7. Чернильные орешки

Список литературы

  1. Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В.В. Пасечник. – 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2011. – 304 с.: ил.
  2. Тихонова Е.Т., Романова Н.И. Биология, 6. – М.: Русское слово.
  3. Исаева Т.А., Романова Н.И. Биология, 6. – М.: Русское слово.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Домашнее задание

  1. Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В.В. Пасечник. – 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2011. – 304 с.: ил. – с. 156, задания и вопросы 4, 5 (Источник).
  2. Из каких веществ состоят растения?
  3. Назовите основные классы органических веществ. Какова их функция?
  4. * Подготовьте небольшое сообщение о химическом составе лекарственных растений. Поделитесь этой информацией со своими друзьями, родственниками.
Читать еще:  Что такое ревматизм ног и в чём заключается его опасность

Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.

Химический состав трав

Несмотря на многовековую историю использования растений, обладающих целебными свойствами, в народной медицине, ученые только в XIX в. начали изучать их химический состав и механизм воздействия на организм человека.

В результате проведенных исследований выяснилось, что лечебные свойства растений зависят от наличия в них разнообразных групп химических соединений: алкалоидов, гликозоидов, сапонинов, дубильных веществ, горечей, слизей, смол, жиров, белков, углеводов, эфирных масел, красящих веществ, ферментов, микроэлементов, витаминов, фитонцидов.

Каждое растение имеет в своем составе не одно такое начало, что обусловливает возможность применять одно растение при лечении сразу нескольких, совершенно не сходных между собой заболеваний.

Химический состав и количество действующих начал в лекарственных растениях зависят от многих факторов. Сюда относятся: вид растения, условия его произрастания, время сбора, способ заготовки сырья, условия хранения. Все эти факторы в конечном счете и определяют качество лекарственных сборов, следовательно, и эффективность их воздействия на больного.

Как уже говорилось выше, лечебные свойства растений определяются наличием в них особых веществ. Рассмотрим эти вещества более подробно.

Алкалоиды – ядовитые органические соединения сложного состава, которые находятся в клеточном соке растений. В медицинской практике употребляются соли алкалоидов. Важнейшие из них – это кофеин, который содержится, например, в натуральном кофе и чае, никотин, эфедрин, сальсолин, морфин (содержится в маке), хинин.

Гликозиды – органические нелетучие твердые кристаллические вещества сложного состава. Они содержатся в толокнянке, крушине, горце, алоэ, одуванчике, калине, липе. Под влиянием ферментов и даже кипячения в воде гликозоиды разлагаются на сахара и соответствующие производные, которые и оказывают лечебное действие на организм человека. Особенно важное место в медицине занимают гликозиды, оказывающие действие на сердце. Такого типа вещества содержат адонис, ландыш.

Сапонины – вещества, относящиеся к гликозидам, но все-таки они выделяются в особую группу. Они обладают мочегонным и отхаркивающим действием. Эти вещества достаточно ядовиты в больших дозах. Сапонины найдены в 70 семействах растений, особенно ими богаты семейства гвоздичных и первоцветных.

В клеточном соке растений содержатся разнообразные красящие вещества, или, как их еще называют, пигменты. Они придают разную окраску цветам растений, но, помимо этого, имеют еще и лечебное значение.

Дубильные вещества – безазотистые неядовитые органические соединения. Содержатся в коре дуба, в корневищах лапчатки, земляники, кровохлебки, в траве зверобоя, в плодах черемухи, терна, черники, в «шишках» ольхи. Лекарственные растения, которые содержат дубильные вещества, применяются как вяжущие и противовоспалительные средства при желудочно-кишечных заболеваниях, стоматитах, ожогах, различных заболеваниях кожи.

Флавоны и флавоноиды – органические вещества, имеющие желтую окраску. Они уплотняют стенки кровеносных капилляров, предотвращают возникновение кровоподтеков и внутренних кровоизлияний.

Эфирные масла – летучие органические вещества самого разнообразного химического состава, способные перегоняться с водяным паром. Придают своеобразный запах различным частям растений.

Слизи – безазотистые вещества, близкие к полисахаридам. Слизи дают корни алтея, хатьмы, корни и листья просвирника, семена льна и многие другие растения. В народной медицине применяются внутрь при кашле как обволакивающие и как наружные мягчительные средства.

Смолы – твердые и полужидкие липкие органические вещества самого разного химического состава. В большинстве своем обладают характерным запахом, иногда сильно ароматическим. Некоторые смолы обладают противомикробным, дезинфицирующим и ранозаживляющим свойствами.

Горечи – безазотистые вещества, обладающие сильно горьким вкусом. Они возбуждают аппетит, усиливают секрецию желудочного сока и улучшают пищеварение.

Ферменты – особые органические вещества белковой природы, играющие роль катализаторов многих химических процессов.

Органические кислоты. Существует много видов органических кислот: яблочная, лимонная, щавелевая, янтарная, бензойная, салициловая, муравьиная. Особенно много их в овощах и фруктах. Так, например, яблочная кислота содержится почти во всех плодах. Ее очень много в яблоках, рябине и барбарисе, однако совсем нет в клюкве и цитрусовых. В клюкве, лимонах и апельсинах находится, в свою очередь, лимонная кислота. В винограде, красной смородине, крыжовнике, землянике и абрикосах – виннокаменная.

В щавеле и ревене – щавелевая. В незрелых вишнях, яблоках, смородине и винограде – янтарная кислота, а в малине, ежевике и землянике можно обнаружить салициловую кислоту. Органические кислоты придают кислый вкус фруктам и ягодам, а вместе возбуждают выделительную деятельность поджелудочной железы, стимулируют деятельность кишечника, усиливая его перистальтику.

Минеральные соли. Они имеют большое значение в осуществлении нормальных процессов жизнедеятельности организма человека. Минеральные соли входят в состав клеток и межклеточных жидкостей, обеспечивают нормальное течение физико-химических процессов, участвуют в процессах обмена веществ и ферментативной деятельности организма. Так, например, кальций, фосфор, магний входят в состав костей и зубов, йод, цинк, цирконий, литий, ванадий – в состав секретов некоторых эндокринных желез, натрий, хлор – в состав секретов пищеварительных желез. Железо, медь, кобальт участвуют в процессе кроветворения. Кобальт и марганец усиливают выработку антител в организме.

Микроэлементы – химические вещества, которые находятся в организме в очень небольших количествах, но имеют весьма большое значение для протекания всех биологических процессов. Особенно заметную роль играют медь, кобальт, марганец, цинк. Медь принимает активное участие в обмене веществ, в процессах тканевого дыхания и особенно в процессах образования крови вместе с железом, кобальтом и марганцем. Она находится в семенах и плодах бобовых, картофеле и особенно в сухих яблоках и грушах. Марганец входит в состав ферментативных систем и принимает участие в окислительно-восстановительных процессах. Соли марганца улучшают обмен белков. Этот элемент присутствует в больших количествах в бобовых, злаковых, в салате, петрушке, яблоках и сливах.

Антибиотики – особые вещества, образуемые и выделяемые микробами, грибами и цветковыми растениями. Они имеют избирательную способность убивать определенные виды болезнетворных микробов или подавлять их рост и размножение. Антибиотики наделены очень мощным действием: так, 1/50 млн. г пенициллина, полученного из плесени, может убить и растворить 200 млн бактерий.

Фитонциды – антибиотики цветковых растений. Их содержат лук, чеснок, красный стручковый перец, хрен, кочанная капуста, яблоки, апельсины, мандарины, крапива, шалфей, сосна, сирень, дуб, калина, черемуха. Ученые выяснили, что летучие фитонциды чеснока, лука и цитрусовых не только убивают микробы за несколько минут. Употребление чеснока также прекращает рост и развитие туберкулезных бактерий. При местном применении фитонциды могут восстанавливать поврежденные ткани, ускорять процесс их заживления. Кроме того, в последнее время эти вещества стали применять в медицине для лечения легочных и желудочно-кишечных заболеваний, заживления ран, язв.

Витамины – особые органические вещества, разнообразные по своему химическому составу, которые необходимы для нормальной жизнедеятельности организма человека. Большинство растений содержат те или иные витамины в незначительных количествах, однако некоторые из них являются исключительно богатыми каким-либо из этих веществ. В настоящее время известно свыше 30 витаминов, химическая природа которых изучена, и свыше 20 витаминных веществ, еще недостаточно исследованных.

Химический состав растений и качество растениеводческой продукции

Глава 2. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ

Химический состав растений и качество растениеводческой продукции

Растения состоят из воды и сухого вещества, представленного органическими и минеральными соединениями. Содержание воды и сухого вещества в органах и тканях растения сильно различается. В зерне хлебных злаков и бобовых культур содержится 10–15 % воды, в клубнях картофеля, корнеплодах сахарной свеклы – 75 – 80, моркови, кормовой и столовой свеклы – 85 – 90, кочанах капусты – 90 – 93, листовых овощах – до 95 %.

В тканях растущих вегетативных органов растений содержание воды колеблется от 75 до 95 %. По мере старения растений содержание воды в тканях, особенно репродуктивных органов, снижается.

Функции воды в растениях обусловлены присущими ей физическими и химическими свойствами. Она обладает высокой удельной теплоемкостью и благодаря способности испаряться при любой температуре предохраняет растения от перегрева. Вода – прекрасный растворитель для многих химических соединений. В водной среде происходит электролитическая диссоциация этих соединений и усвоение ионов, содержащих необходимые элементы минерального питания. Высокое поверхностное натяжение воды определяет ее роль в процессах поглощения и передвижения минеральных и органических соединений. Вода не просто наполнитель растительных клеток, она неотделимая часть их структуры. Обводненность клеток растительных тканей обусловливает их тургор, интенсивность и направленность разнообразных физиологических и биохимических процессов.

Особое значение вода имеет в энергетических преобразованиях в растениях, прежде всего, в аккумуляции солнечной энергии в виде химических соединений при фотосинтезе. Содержание воды в растениях зависит от их вида и возраста, условий водоснабжения, транспирации и минерального питания.

Влагообеспеченность наряду с другими факторами внешней среды оказывает значительное влияние на величину и качество урожая сельскохозяйственных культур, а также эффективность удобрений.

Сухое вещество растений на 90 – 95 % представлено органическими соединениями: белками и другими азотистыми веществами, жирами, крахмалом, сахарами, клетчаткой, пектиновыми веществами, содержание которых определяет качество урожая (табл. 2.1).

2.1. Химический состав сельскохозяйственной продукции, %

КультураВодаБелкиКрахмал, сахараКлетчаткаЖирыЗола
Пшеница (зерно)14,016,062,02,52,02,0
Рожь (зерно)14,012,067,02,02,02,0
Ячмень (зерно)14,09,065,05,52,03,0
Гречиха (зерно)14,09,060,09,03,02,0
Горох (зерно)14,020,053,05,51,53,0
Лен (семена)12,023,016,08,03,54,0
Картофель (клубни)78,01,317,01,00,11,0
Сахарная свекла (корнеплоды)75,01,020,01,00,10,8
Кормовая свекла (корнеплоды)87,00,89,01,00,11,0
Клевер (зеленая масса)75,03,010,06,00,83,0
Ежа сборная (зеленая масса)70,02,110,010,51,22,9
Морковь (корнеплоды)86,00,79,01,00,21,0
Лук репчатый (луковицы)85,01,512,00,80,10,5
Свекла столовая (корнеплоды)0,86,30,91,20,8

Белки являются основой жизни растительных организмов и играют главную роль во всех процессах обмена веществ. Они выполняют структурные и каталитические функции, являются одним из основных запасных веществ растений.

В состав растительных белков входят 20 аминокислот и два амида. Наиболее важным из них являются так называемые незаменимые аминокислоты (валин, лейцин и изолейцин, треонин, метионин, гистидин, лизин, триптофан и фенилаланин), которые не могут синтезироваться в организме человека и животных. Эти аминокислоты люди и животные получают с растительными пищевыми продуктами и кормами.

Белкиразличных сельскохозяйственных культур неравноценны по аминокислотному составу, растворимости и переваримости. Поэтому качество растениеводческой продукции оценивается не только по количеству, но и по усвояемости и полноценности белков.

В составе белков семян на долю белкового азота приходится не менее 90 %, а в вегетативных органах большинства растений – 75 – 90 %. В то же время в клубнях картофеля, корнеплодах и листовых овощах до половины общего количества азота приходится на долю азотистых небелковых соединений. Они представлены в растениях минеральными (нитраты, аммоний) и органическими соединениями, среди которых преобладают свободные аминокислоты и амиды, хорошо усваиваемые животными и человеком.

Для оценки качества растениеводческой продукции часто пользуются показателем «сырой белок», который выражает сумму всех азотистых соединений (белка и небелковых соединений). Рассчитывают его путем умножения процентного содержания общего азота на коэффициент 6,25. Коэффициент 6,25 получается из следующих вычислений. Среднее содержание азота в белке составляет 16 %. Следовательно, 16 г азота соответствует 100 г белка:

Коэффициент 6,25 не является постоянным для сельскохозяйственных культур, его величина зависит от содержания азота в белке конкретной группы растений (табл. 2.2).

2.2. Коэффициент пересчета азота в белок

ПродукцияСодержание азота в белке, %Коэффициент
Сено и зеленая масса трав, корнеклубнеплоды, зерно зерновых и зернобобовых, в том числе пивоваренного ячменя16,06,25
Зерно гречихи, кукурузы16,66,0
Зерно пшеницы, ржи, овса ячменя (кроме пивоваренного)17,65,7
Семена льна и других масличных культур18,25,5

Качество зерна пшеницы оценивают по содержанию «сырой клейковины», количество и качество которой определяют хлебопекарные свойства муки. Между содержанием «сырого белка» в зерне пшеницы и «сырой клейковины» существует коррелятивная зависимость. Количество «сырой клейковины» можно примерно рассчитать умножением процентного содержания «сырого белка» на коэффициент 2,12.

Углеводыпредставлены в растениях сахарами (моносахаридами и олигосахаридами) и полисахаридами (крахмалом, клетчаткой и пектиновыми веществами).

Сахара содержатся в небольших количествах во всех растениях, а в корнеплодах и отдельных органах овощных культур, плодах и ягодах могут накапливаться в качестве запасных веществ. Преобладающие моносахариды – глюкоза и фруктоза, а олигосахариды – дисахарид сахароза.

Читать еще:  Что такое дисплазия тазобедренного сустава

Глюкоза и фруктоза в значительных количествах содержатся в ягодах и плодах. В корнеплодах на моносахариды приходится до 1 % всех сахаров.

Сахароза является основным запасным углеводом в корнеплодах сахарной свеклы (14 – 22 %). В несколько меньшем количестве (4 – 8 %) она содержится в плодах и ягодах, а также моркови, столовой свекле и луке.

Крахмал в незначительном количестве содержится во всех зеленых органах растений, но в качестве основного запасного углевода накапливается в клубнях, луковицах и семенах. В клубнях картофеля ранних сортов содержится 10 – 14 % крахмала, средне- и позднеспелых – 16 – 22 %, в расчете на сухую массу клубней это 70 – 80 %. В зерне хлебных злаков крахмала обычно 55 – 70 %. Между содержанием белка и крахмала в растениях существует обратная зависимость.

Клетчатка, или целлюлоза, – основной компонент клеточных стенок. Волокно льна, конопли на 80 – 90 % состоит из клетчатки. В семенах пленчатых злаков (овес, просо) клетчатки содержится 10 – 15 %, а в не имеющих пленок семенах хлебных злаков – 2 – 3 %. В вегетативных органах растений на клетчатку приходится от 25 до 40 % сухой массы.

Пектиновые вещества – высокомолекулярные полисахариды, содержащиеся в плодах, корнеплодах и растительных волокнах. В волокнистых растениях они скрепляют между собой отдельные пучки волокон. Свойство пектиновых веществ в присутствии кислот и сахаров образовывать желе (студни) используют в кондитерской промышленности.

Жиры и жироподобные вещества (липиды) служат структурными компонентами цитоплазмы растительных клеток, а у масличных культур выполняют роль запасных соединений. Количество структурных липидов обычно небольшое – 0,5 – 1 % сырой массы растений, но они выполняют в растительных клетках важные функции, в том числе по регуляции проницаемости мембран. Семена масличных культур и сои используют для получения растительных жиров, называемых маслами. В среднем в семенах важнейших масличных культур содержится: подсолнечника – 24 – 50 % жира, льна, конопли, горчицы, рапса – 30 – 35, в семенах сои – 20 %.

В состав растительных жиров входят ненасыщенные кислоты, основные из них олеиновая, линолевая и линоленовая, а также насыщенныепальмитиновая, стеариновая и др. Состав жирных кислот в растительных маслах определяет их свойства – консистенцию, температуру плавления, способность к высыханию, прогорканию, омылению и пищевую ценность.

Направление и способы использования растениеводческой продукции определяются содержанием в ней тех или иных органических соединений. Так, качество зерна злаков определяют белки и крахмал. Более высоким содержанием белка отличается пшеница, крахмала – рис и пивоваренный ячмень. Хлебопекарные качества зерна пшеницы определяются количеством клейковины. Бобовые культуры содержат белков в зерне значительно больше, чем зерновые, но уступают им по содержанию крахмала. Качество клубней картофеля оценивается по содержанию крахмала, а корнеплодов сахарной свеклы – сахара.

Качество урожая прядильных культур (льна-долгунца, хлопчатника) зависит от количества клетчатки: чем ее больше, тем больше волокна. Высокое содержание клетчатки снижает кормовую ценность сена, травы, силоса и т.д. Масличные культуры (подсолнечник, соя, рапс и лен) оцениваются по содержанию жиров в семенах.

Известно, что в питании человека и животных огромную роль играют такие органические вещества, как витамины и пектиновые соединения, которыми богаты овощи, фрукты и ягоды. Так, например, каротина больше содержит морковь и сладкий перец, витамина С, или аскорбиновой кислоты, – сладкий перец, листовая петрушка и черная смородина. Витамином B1 богаты земляника, вишня, груша, листовая петрушка.

Условия питания растений имеют важное значение для повышения валового сбора и улучшения качества наиболее ценной части урожая. Например, усиление азотного питания увеличивает относительное содержание в растениях белка, а повышение уровня фосфорно-калийного питания – углеводов (сахарозы) в корнеплодах сахарной свеклы, крахмала в клубнях картофеля. Созданием оптимальных условий питания можно повысить накопление наиболее ценных в хозяйственном отношении органических соединений в составе сухого вещества растений.

Сухое вещество растений имеет в среднем следующий элементный состав (в % по массе): углерод – 45, кислород – 42, водород – 6,5, азот и зольные элементы – 6,5. Всего в растениях обнаружено более 70 химических элементов. Из них 20 относятся к необходимым, так как без них растения не могут жить и их нельзя заменить другими элементами. Это кислород, углерод, водород, азот, фосфор, калий, кальций, магний, натрий, сера, железо, хлор, марганец, бор, цинк, медь, молибден, кобальт, ванадий и йод. Кроме того, еще 12 элементов считаются условно необходимыми, так как иногда оказывают положительное влияние на растения. Это кремний, литий, стронций, кадмий, свинец, серебро, селен, хром, фтор, никель, алюминий и титан.

Углеводы, жиры и прочие безазотистые органические соединения построены из трех элементовуглерода, кислорода и водорода, а в состав белков и других азотистых органических соединений входит еще азот. Эти четыре элемента получили название органогенных, на их долю в среднем приходится около 95 % сухого вещества растений. При сжигании растительного материала органогенные элементы улетучиваются в виде газообразных соединений и паров воды, а в золе остаются преимущественно в виде оксидов многочисленные зольные элементы, на долю которых приходится в среднем около 5 % массы сухого вещества.

Азоти такие зольные элементы, как фосфор, сера, калий, кальций, магний, натрий, хлор, железо, содержатся в растениях в относительно больших количествах (от нескольких процентов до сотых долей процента сухого вещества) и называются макроэлементами. Другие элементы, которые также важны для растений, но содержатся в меньших количествах (от тысячных до стотысячных долей процента), называются микроэлементами. К ним относятся бор, марганец, медь, цинк, молибден, кобальт и ванадий. Химические элементы, встречающиеся в растениях в еще меньших количествах, чем микроэлементы, называются ультрамикроэлементами.

Дата добавления: 2017-02-28 ; просмотров: 887 | Нарушение авторских прав

Химический состав растений. Минеральное питание

Урок 29. Биология 6 класс

Конспект урока «Химический состав растений. Минеральное питание»

Все живые организмы имеют сход­ный химический состав. Они состоят из неорганических и органических веществ. Неорганические вещества — это вода, минеральные соли. Органические вещества — это белки, жиры и углеводы. К органическим веществам, которые называют угле­водами, относят крахмал, глюкозу и ряд других.

Сейчас рассмотрим ряд опытов, которые доказывают наличие различных веществ в растении.

Для того, чтобы доказать, что растения содержат белки, можно провести простой опыт. Возьмём комочек теста (оно приготовлено из муки семян растений, следовательно, имеет такой же химический со­став), положим его в мешочек из марли. Хорошо промоем тесто в воде, налитой в стакан.

В марле осталась тягучая клейкая масса — клейковина. Клейковина сходна по составу с белком куриного яйца и на­зывается растительным белком. Добавим в стакан с мутной водой, в которой промывали тесто, 2—3 капли йода. Увидим, что раствор становится сине – фиолетового цвета. Далее возьмём клубень картофеля, разрежем его и капнем несколько капель раствора йода. И мы так же увидим, что раствор йода становится сине – фиолетового цвета. Известно, что от йода крахмал синеет. Значит, можно сделать вывод, что растения содержат крахмал.

Далее положим на бумагу семена подсолнечника и раздавим их. На бумаге появляется жирное пятно. Значит, в состав растений входят также жиры.

Возьмём пробирку с семенами, кусочками стебля и листьев и нагреем на слабом огне. Мы увидим, что на стенке пробирки образовались капельки воды. Значит, растения содержат воду. Продолжим нагревать пробирку. Семена, кусочки стеблей и листьев начинают обугливаться, появляется дым. Это сгорают органиче­ские вещества. В пробирке останется зола, состоящая из несгорающих минеральных веществ.

Таким образом, с помощью проделанных опытов мы доказали, что в состав растений входят органиче­ские вещества (белки, жиры, углеводы), минеральные вещества и вода.

В органах различных растений содержится неодина­ковое количество воды, органических и минеральных веществ. Содержание воды в различных органах растений колеблется в довольно широких пределах. Оно изменяется в зависимости от условий внешней среды, возраста и вида растений. Так, содержание воды в листьях капусты составляет 90%, в плодах огурцов её еще больше — 96%. Содержание воды, равное 5-11%, характерно главным образом для семян.

В листьях подсолнечника воды содержится 80-83%, в стеблях —

87-89%, в корнях — 73-75%. Моло­дые растущие органы содержат до 90—95% воды, а одре­весневшие всего около 50%. Это связано с тем, что вода необходима для всех жизненно важных процессов, про­исходящих в организме растений. Поэтому клетки, в ко­торых активно протекают процессы жизнедеятельности, всегда содержат много воды. В семенах всех растений органических веществ зна­чительно больше, чем воды и минеральных веществ.

Сравним содержание различных веществ в семенах пшеницы и подсолнечника.

Зерновки пшеницы содержат воды в два раза больше, чем семянки подсолнечника, а органических веществ больше в семенах подсолнечника.

Со­отношение веществ в органах растений тоже может быть различно. Так, в зерновках пшеницы белков 13%, угле­водов 69%, жиров 2%, а в семенах подсолнечника белков 26%, углеводов 16%, жиров 44%. В состав растений в очень малых количествах входят и другие орга­нические вещества, например витамины. Растения содержат практически все природные элементы. Например:

— слоевища ламинарии (бурые водоросли накапливают йод) используют при лечении больных с заболеваниями щитовидной железы;

— сфагнум (он концентрирует Аg) применяют для лечения ран;

В семенах бобовых растений (горохе, сое, фасоли) белка в несколько раз больше, чем в семенах других растений.

Семена подсолнечника, льна, арахиса содержат большое количество жира.

Злаковые растения (пшеница, рожь), а также картофель накапливают много крахмала.

Минеральные и органические вещества используются для построения тела растений, а также принимают учас­тие в различных процессах жизнедеятельности, проте­кающих в растениях. Недостаток или отсутствие како­го-либо вещества нарушает нормальное развитие расте­ния и может привести его к гибели.

Из почвы через корни в растения пос­тупают вода и растворённые в ней минеральные вещества, т. е. происходит минеральное питание.

Источником минерального питания растений служит почва. Почва — это верхний слой земли, обладающий особым свойством — плодородием. Между растением и почвой постоянно идет обмен различными веществами. Некоторые элементы питания нужны растению в значительном количестве. К таким элементам относятся азот, фосфор, калий. Другие элементы (бор, марганец, медь, цинк и др.) требуются растению в тысячных или стотысячных долях процента. Все они идут на построение тела растения и обеспечение процессов его жизнедеятельности. Если расте­ние не получает хотя бы одно из нужных веществ, то его процессы жизнедеятельности резко нарушаются. Для того чтобы в почве не иссякал запас питательных веществ, ее нужно постоянно удобрять. Необходимые растениям химические элементы вносят в почву в виде удобрений (органических и минеральных).

Органические удобрения представляют собой отходы жизнедеятельности животных (навоз, птичий помет) или перепревшие части растений или животных (торф, перегной).

Минеральные удобрения человек получает искусственно. Основным источником для их производства служат полезные ископаемые. В зависимости от содержания питательных веществ минеральные удобрения бывают азотными, фосфорными и калийными. Азот способствует развитию вегетативных органов растения — стеблей и листьев. Калий усиливает рост корней, луковиц, клубней. Фосфор ускоряет созревание плодов. Фосфор и калий также повышают устойчивость растений к низким температурам.

Удобрения вносят перед посадкой, а также в виде подкормок в период роста и развития растений. Органические, фосфорные и калийные удобрения вносят в почву осенью. Азотные удобрения обладают высокой растворимостью и легко вымываются из почвы. Поэтому их вносят весной перед посадкой растений или в виде подкормок в период их активного роста. Удобрения лучше всего вносить до дождя или полива растений, так как минеральные вещества всасываются корнями только в растворенном виде.

Водоросли обитают в воде и никогда не испытывают проблем с обеспечением водой. Они усваива­ют питательные вещества всей поверхностью тела. Выс­шие растения поглощают воду и минеральные вещества из почвы через корни. Вода и минеральные соли поступают в растение через корне­вые волоски. Корневые волоски покрыты слизью и тесно соприка­саются с частицами почвы, благодаря этому облегчается всасывание воды с растворенными минеральными веще­ствами.

Из корневого волоска вода поступает в соседние клет­ки, а затем в сосуды корня и по ним под давлением под­нимается в другие органы растения. Этот процесс обеспе­чивается корневым давлением.

Корневое давление можно наблюдать на опыте. У комнатного растения срезают стебель на высоте 10 см и на пенек надевают короткую резиновую трубку, кото­рая соединяет его со стеклянной трубкой. Если почву в горшке полить теплой водой, то вода начинает подни­маться по трубке и вытекать из нее. После полива почвы очень холодной водой вода из трубки не вытекает. Таким образом, поглощение воды корнем зависит от темпе­ратуры. Холодная вода плохо поглощается корнями.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector