Біохімічні перетворення в рослинах

Відео: Біохімія фотосинтезу. Захист рослин. Препарати Атлантіс, Тіофер, Пуршейд

Біохімічні перетворення в рослинах
Основою всіх внутрішньорослинні перетворень є зв`язок рослин з навколишнім середовищем. Через ґрунтовий розчин за допомогою коренів в рослину надходить основна частина необхідних елементів живлення і частина органічних сполук, а також кисень. Додатково невелику кількість мінеральної їжі надходить через листя при позакореневих підгодівлі. Листя поглинають енергію сонячного світла і вуглекислий газ з повітря для утворення з їх допомогою на світлі шляхом фотосинтезу органічних речовин, необхідних для росту і розвитку. У нічний час через листя з рослин виділяється кисень. Елементи живлення надходять в рослину тільки з водою, яка пересувається по рослині і, досягаючи листя, забезпечує в них процес фотосинтезу.
Основним регулятором і контролером надходження речовин в рослину і їх перетворень в ньому є генетичний (спадковий) код, закладений в насінні. Людина, зацікавлений в продуктивності культур, допомагає рослинам через грунт, забезпечуючи її родючі властивості, і прямим впливом на рослини за допомогою прийомів агротехніки і поправки в потрібну сторону мікроклімату.
Однотипні біохімічні реакції в рослинах проходять при наявності однакових поглинених елементів, але умови їх протікання в різних видах рослин вимагають неоднакових зовнішніх умов.
Сприятливий проходження всіх фаз росту і розвитку кожної рослини і формування їм розміру продуктивної частини при будь-яких зовнішніх умовах залежить, перш за все, від повноцінності насіння, т. Е. Від набору і величини запасу в ньому необхідних на перших порах життя органічних сполук.
Запасними речовинами насіння, необхідними для їх проростання, є білки, вуглеводи (крохмаль), жироподібні з`єднання, органічні кислоти, фізіологічно активні речовини (регулятори росту, ферменти, вітаміни та ін.). Різні групи цих речовин відокремлені один від одного, щоб між ними не відбувалося взаємодії під час зберігання насіння. Регулятори росту зосереджені в зародку сім`ю, інші речовини - в його ендоспермі і сім`ядолях. Після впливу на насіння вологою при посіві і відповідною температурою починається взаємний обмін речовин насіння, розпад одних і утворення інших, використання речовин зростаючим зародком.
Насіння містить яблучну, лимонну, молочну та інші органічні кислоти. При проростанні насіння відбувається збільшення вмісту кислот, але в своїх межах у кожного виду і сорту. Вони використовуються для дихання проростків, утворення амінокислот, Сахаров та інших життєво необхідних новій рослині сполук. Органічні кислоти служать своєрідним містком між обміном вуглеводів і азотистих сполук.
У багатьох насінні запасний формою вуглеводів є крохмаль, який при проростанні під дією ферментів розкладається до Сахаров. Співвідношення різних Сахаров змінюється в міру проростання насіння. Утворені цукру використовуються в процесі дихання і для утворення нових складних з`єднань.
Збільшення кількості Сахаров при проростанні пов`язано і з освітою їх з жирів. З останніх утворюються також і органічні кислоти. Зниження кількості жирів і їх перетворення йде за допомогою різних ферментів, які збільшують свою активність у міру проростання. Коли жироподібні з`єднання витрачені, проростки починають утворювати цукру за рахунок фотосинтетичної діяльності семядолей.
У проростають насінні під
дією вологи і впливу ферментів відбувається розкладання (гідроліз) білків і утворення амінокислот та інших сполук. утворилися
амінокислоти пересуваються в зростаючі частини проростка, де деякі з них перетворюються в цукру, а інші - в нові білки. Поряд з ферментами в перетвореннях білків і амінокислот бере участь вітамін В6. У міру проростання
насіння йде перерозподіл ферментів на користь наростаючих частин рослини. За допомогою ферментів з амінокислоти триптофану
утворюються ростові речовини - фітогормони. Багато з новообразующимися амінокислот
з`являються в проростках лише на короткий час і потім зникають.


Наявність в насінні частини вільних амінокислот дозволяє проросткам використовувати їх на утворення білків, не чекаючи розпаду останніх, які перебувають у запасі.
У міру розвитку проростка утворення білків і амінокислот переміщається в точки росту, але по-різному: у одних рослин вони більше використовуються для наростання кореня, у інших - надземних частин.
Нуклеїнові кислоти, що знаходяться в насінні як запасні речовини, при зростанні проростка пересуваються з сім`ядоль в зародок. Вони не¬сут в собі спадкову інформацію, визначальну наступні процеси росту даного виду рослини. Крім них в насінні міститься в значних кількостях кислота, яка називається фітіновой. При її розкладанні утворюється неорганічний фосфор і одночасно вивільняються іони магнію, кальцію і калію. Всі ці елементи вкрай важливі для нормального протікання первинних біохімічних реакцій при проростанні насіння. Сполуки фосфору з вітаміном В служать джерелом енергії для цих реакцій.
На основі наведених відомостей про процеси, що протікають в насінні після їх посіву, можна точніше визначити причини сповільненої схожості або невсхожесті взагалі частини насіння. Як правило, причин буває декілька або вони залежать одна від одної.
Неякісність насіння закладається при їх утворенні, коли вони під впливом зовнішніх умов і харчування недоотримують від материнської рослини в необхідних кількостях запасні з`єднання. Погіршення якості може тривати при неправильній заготівлі насіння і закінчується в умовах поганого зберігання. При малій кількості запасних речовин в насінні витрата їх на дихання може призводити до необоротних втрат для схожості.
Передпосівна обробка підсилює якість більш повноцінного насіння і лише частково компенсує недолік деяких з`єднань у насіння менш якісних.
Зовнішні умови (світло, температура, волога) не самі по собі стимулюють (прискорюють, посилюють) або інгібують (затримують) сходи, а через вплив на хімічний склад насіння і відбуваються в проростках біохімічні перетворення.
Ніякими передпосівної обробки і сприятливими зовнішніми факторами не компенсоване травмування, щуплість насіння, порушення їх оболонок.
Для нормального росту і розвитку рослин протягом вегетаційного періоду необхідний спочатку випереджаюче зростання кореневої системи. При оптимальних ґрунтових умов поглинає поверхня коренів на початку вегетації може перевершувати поверхню листя в кілька сот разів. У зв`язку з цим необхідно ще раз підкреслити, що обрив коренів у розсади овочевих культур при висадці іноді зводить нанівець ростовой забіг, відсуває терміни раннього врожаю, значно знижує його величину. Чим більше забіг у зростанні кореневої системи, тим міцніше і стійкіше буде рослина до несприятливих впливів середовища.
Через коріння в рослини надходять всі необхідні поживні елементи, вода і кисень. У коренях поглинені елементи зазнають первинні біохімічні перетворення і частково витрачаються на їх зростання. Основна частина поглиненого переправляється з водою в надземні органи.
Елементи живлення у вигляді іонів проникають через кореневі волоски і інші поглинають частини кореня. При цьому вони долають опір клітинних стінок і рослинних перегородок (мембран) за допомогою енергії, яку забезпечують вуглеводи. Для підтримки в корені процесів поглинання необхідно постійне утримання повітря в кореневмісному шарі.
У кореневій системі протікають специфічні процеси переробки поглинених сполук азоту в органічні речовини, що володіють високою фізіологічною активністю. Тут відбувається утворення ростових гормонів, що визначають підтримку рослинних тканин в функціональному стані.
Заклопотані корінням нітрати піддаються відновленню і подальшій переробці, але з інших сполук азоту вони в коренях не виникають. У коренях утворюються білки. Від швидкості цього процесу залежить ріст коренів в довжину і їх розгалуження.


При наявності поживних елементів і Сахаров коріння здатні утворювати жири і інші речовини, необхідні для росту знову виникають органів надземних частин рослин.
Коріння можуть затримувати живильні елементи при їх надмірному надходженні і супутні елементи, які опинилися в грунті. При надходженні важких металів та інших шкідливих сполук основна їх маса залишається в коренях, не досягаючи віддалених надземних органів, особливо репродуктивних.
На грунтах високої родючості коріння не тільки активно поглинають поживні речовини, а й виділяють у ґрунт органічні кислоти, азот, фосфор, калій, кальцій, залізо. Виділені з коренів речовини можуть знову поглинатися в певних кількостях. На бідних грунтах таких виділень зазвичай не буває, що ускладнює додаткове живлення рослин. У процесі дихання через коріння виділяється також вуглекислий газ. При нестачі кисню в грунті коріння виділяють оцтову і щавлеву кислоти, які пов`язують ряд поживних елементів і роблять їх недоступними для поглинання.
Охолодження коренів при зниженні температури повітря і поливах холодною водою знижує ефективність дихання, порушує енергетичний обмін і біохімічні реакції, в них відбуваються.
Утворенню в коренях вуглеводів сприяє помірна температура і висока вологість грунту, а сухість грунту і підвищена температура стимулюють синтез білків.
Охолодження кореневої системи в початковий період росту робить помітний негативний вплив на наступні ростові і органообразовательние процеси в рослинах, на процеси перетворення в них органічних і мінеральних речовин.
Корінь постійним зростанням забезпечує безперервне надходження води з розчиненими в ній поживними речовинами по всіх частинах рослини.
Робота кореня тісно пов`язана з процесом дихання, який залежить від наявності вуглеводів. Фотосинтетична діяльність листя є основним двигуном струму речовин з коренів в надземні частини.
З відростанням кореня і початком фотосинтезу (спочатку в сім`ядольних, потім в листках) рослина стає цілісною системою, в якій безперервно відбуваються реакції утворення і розпаду складних з`єднань, що включають і всі елементи мінерального живлення. Останні знаходяться в рослинних органах, або в складі солей відповідних кислот, або в органічних сполуках. У чистому вигляді елементи отруйні для рослин.
Процес фотосинтезу в листі відбувається за допомогою поглинається ними сонячної енергії і вуглекислого газу, за участю поглинених корінням елементів живлення. Вуглекислий газ після поглинання відновлюється за допомогою проміжного продукту - водню, а останній утворюється при розкладанні води.
Фотосинтез є єдиним джерелом утворення органічних сполук з неорганічних речовин в живій природі. Головним продуктом його є вуглеводи, додатковим -белкі.
Всі процеси росту і розвитку рослин визначаються двома основними видами біохімічних реакцій - фотосинтезом і диханням. Якщо перший постійно накопичує органічні речовини, то другий їх перетворює і витрачає за допомогою виділяється при цьому енергії.
Процес дихання забезпечує рослинний організм високоактивними речовинами, які беруть участь в обміні речовин на рівні клітин. Зупинка або навіть значне уповільнення дихання викликає зупинку або глибоке негативне зміна життєвих процесів рослин, а в кінцевому підсумку впливає на врожайність.
Головним дихальним матеріалом є вуглеводи (цукру). Якщо вуглеводи витрачені або їх не вистачає, рослини переходять на дихання за рахунок білків, які завжди є в будь-якій клітині.
Е. Феофілов, засл. агроном Росії

Увага, тільки СЬОГОДНІ!