23.Кобальт и его роль в жизни растений

Кобальт относится к элементам, которые условно необходимы растениям. Физиологическая роль кобальта в жизнедеятельности растений еще мало изучена. Однако установлено, что кобальт необходим для связывания молекулярного азота клубеньковыми бактериями, различными микроорганизмами.

Кобальт является компонентом витамина В₁₂. Он активирует систему фермента нитрогеназы в клубеньках, участвует в биосинтезе леггемоглобина (Ягодин Б.А., 1982). Кобальт участвует также в окислительных процессах и активирует ферменты энолазу и киназы в процессе превращения пировиноградной кислоты.

Еще не удалось констатировать у высших растений симптомы кобальтовой недостаточности и найти данные в литературе, что кобальт является жизненно необходимым элементом питания. Однако для отдельных культур имеются сведения о положительном действии кобольта на рост растений

24.Элементный состав сухого вещества. Органогенные и зональные элементы питания

По определению органические соединения - это соединения, содержащие углерод. Помимо углерода почти все органические соединения содержат водород и кислород и в меньшем количестве азот, фосфор и серу (табл. 4).

Основную сухую массу растительных клеток составляют четыре типа органических соединений это углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты (табл. 5).

Углеводы - это соединения, содержащие углерод в сочетании с водородом и кислород. Углеводы самые распространенные в природе органические вещества. В растениях их содержание иногда доходит до 90% сухой массы. Углеводы включают несколько групп соединений моносахариды, олигосахариды и полисахариды (табл. 6). Моносахариды самые простые соединения и потребляются микроорганизмами в первую очередь. Олигосахариды состоят из двух или нескольких молекул моносахаридов и должны перед потреблением расщепляться ферментами на сахарные компоненты - моносахариды. Наиболее трудно доступными являются полисахариды растений. Для расщепления полисахаридов до моносахаридов у микроорганизмов выработались комплексы ферментов: одни из них разрыхляют полисахарид, другие отщепляют олигосахариды, третьи отщепляют моносахара. В растениях полисахариды защищены от биодеградации микроорганизмами путем экранирования молекулами фенольного полимера - лигнина. Лигнин составляет существенную часть растительных полисахаридов. В целом лигноцеллюлозный комплекс растений весьма устойчив к ферментативному расщеплению.

Жиры - важнейшие запасные вещества. Некоторые растения накапливают жиры (масла) в больших количествах, особенно в семенах и плодах. Растения содержат также воска, которые защищают ткани растении от потери влаги и часто затрудняют процесс увлажнения растительного сырья, например, соломы. При окислении жиров выделяется около 9,3 Ккал/г, а углеводов - всего 3,8 Ккал/г. Таким образом, жиры являются концентрированным источником энергии.

Белки, подобно полисахаридам, являются полимерами, состоящими из мономеров - аминокислот. У растений самая высокая концентрация белков обнаружена в семенах (более 40% сухой массы), вегетативные части содержат невысокий уровень белка (2 - 5%).

Нуклеиновые кислоты - это полимеры, состоящие из нуклеотидов пуринов и пиримидинов. Нуклеиновые кислоты участвуют в хранении генетической информации (ДНК) и переносе информации при синтезе белков (РНК).

Элементы	Углерод С	Кислород О	Водород Н	Азот N	Фосфор Р	Сера S
Содержание	~44-50	~44	~6	1 - 4	0,1 -0,8	0,1

Растительные субстраты существенно различаются по содержанию основных органических компонентов: углеводов, жиров, белков

Вегетативные части растений - древесина, соломина, стебли, листья - содержат небольшое количество белка и жиров и высокий уровень нерастворимых, трудно разлагаемых полисахаридов: целлюлозы, гемицеллюпозы, а также полимера - лигнина. Вегетативные части растений обычно используют в качестве основы субстрата

Генеративные части растений - плоды, семена - содержат много белка и жиров, высокий уровень легко доступных углеводов (крахмал, моносахара, дисахариды) и низкий уровень трудно доступных полимеров - целлюлозы, гемицеллюпозы и лигнина. Генеративные части используют в качестве питательных белково-жировых добавок.

Растения состоят из воды и сухого вещества, представ-ленного органической и минеральной частью, содер-жание которых в органах и тканях различно. По мере старения количество воды снижается, а с\в – увеличи-вается. Средний элементар-ный состав: С-45%, О-42%, Н-6%, N-1% от массы рас-тения. Это органогенные элементы, на их долю при-ходится около 95% с\в, зо-льных элементов – около 5%. По степени убывания количества влаги в массе выделяют растения: овощ-ные и бахчевые (до 95%), редис и капуста, кормовые, морковь и столовые, клубни. Злаковые и бобовые, масли-чные (10-15%). К безазотис-тым относятся углеводы и липиды (С,О,Н), в состав белков также входит N. При сжигании растений орга-ногенные элементы улету-чиваются в виде газообраз-ных соединений и паров во-ды, и преимущественно в виде оксидов остаются зо-льные элементы. С,Н,О,N,P,S,Mg – основной строительный материал клетки, 20 элементов необ-ходимы для растений, еще 12 – условно необходимы. Количество N и з\э зависит от биологических особен-ностей культур, их возраста и условий питания. P боль-ше в семенах, Ca – в соло-ме, в картофеле и корнепло-дах много K. О качестве урожая судят по содержа-нию в нем ценных для пита-ния органических соедине-ний. Белки выполняют строительные и каталити-ческие функции, служат запасным веществом. Их содержание в вегетативных органах – 5-20%, в маслич-ных – 20-35% (С-50%, О-24%, N-16%, Н-6%, S-1,5%). Незаменимые амино-кислоты не могут синтези-роваться в животных орга-низмах и поступают с рас-тительной пищей. На долю азотистых небелковых сое-динений в картофеле, кор-неплодах, листовых овощах приходится около 1\2 обще-го количества азота (нит-ратный, аммонийный и в орг.соединениях). Для оценки качества растении-еводческой продукции пользуются показателем сырого белка – выражает сумму всех азотистых соединений. Его рассчиты-вают путем умножения %-го содержания общего азота на 6,25, который получен из расчета ср.сод.азота(16%) в составе белковых и небел-ковых соединений. Сахара содержатся в небольших количествах во всех расте-ниях, накапливаются в кор-неплодах, овощах и плодах в качестве запасного вещес-тва (фруктоза, глюкоза, са-хароза). Глюкозофосфаты участвуют в фотосинтезе и др. Много фруктозы в кос-точковых. Сахароза – в свекле, моркови и др. В кар-тофеле – 70-80% углеводов от массы клубней. Крахмал – белок(о\з). Клетчатка-хлопчатник, злаки-25-40% от сухой массы. Пектинаты-в плодах, корнеплодах и волокнах. Липиды-цитоп-лазма и запасн\в. -0,5-1%. Мак-50%, соя-20%.

Биогенные элементы

Кислород — 65%, Углерод — 18%, Водород — 10%, Азот — 3%

Эти макроэлементы называют биогенными (органогенными) элементами или макронутриентами (англ. macronutrient). Из макронутриентов преимущественно построены такие органические вещества, как белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. Для обозначения макронутриентов иногда используют акроним CHNO, состоящий из обозначений соответствующих химических элементов в таблице Менделеева