агрохимия Р. ЕЛЕШЕВ
.pdf2-тарау. ӨСІМДІКТЕРДІҢ ХИМИЯЛЫҚ ҚҰРАМЫ ЖӘНЕ ҚОРЕКТЕНУI
2.1. Өсімдіктердің химиялық құрамы және өнiм сапасы
Өсімдіктің дұрыс қоректенуі жоғары өнім жинаудың кепілі болып саналады. Өсімдіктің қорегі үшін химиялық элементтерді пайдаланады. Өсімдік организмінде өтетін барлық даму процестері, оның қоректену ерекшіліктеріне байланысты.
Жоғары сапалы өнім алу үшін өсімдіктердің дамуының әрбір кезеңіндегі болатын өзгерістерді ескеріп, оларды қажетті қоректік заттармен қамтамасыз ету қажет.
Кез келген өсімдік органикалық және минералдық қосылыстардан тұрады. Осы екі қосылыс жиынтығын құрғақ зат деп атайды. Мұнымен бірге өсімдік құрамына су да кіреді. Осы екі компоненттің арақатынасы өсімдіктің биологиялық ерекшіліктеріне, өсіп тұрған орта жағдайына тағы басқа, факторларға байланысты өзгереді. Мысалы, дәнді дақылдардың тұқымында 85-95 пайыз құрғақ зат пен 5-15 пайыз су болса, картоп, көкөніс сияқты дақылдарда, керісінше, 5-25 пайыз құрғақ зат, 75-95 пайыз су болады.
Өсімдік клеткаларының сумен қамтамасыз етілуі ондағы биологиялық процестердің жылдамдығы мен қарқынын анықтаса, минералдық заттармен қоректенуі дақылдың биологиялық ерекшелігін қамтиды.
Өсімдіктен алынатын өнімнің биологиялық сапалылығы, оның құрамындағы органикалық заттардың түрімен және мөлшерімен бағаланады (ақуыз, көмірсу, май, витамин және т.б.). Бұлардың мөлшері өсімдік түріне, ауа-райына, топыраққа, агротехникалық және агрохимиялық шараларға байланысты өзгеріп отырады. Мысалы, бидай дәнінде ақуыз 15 пайыз болса, күріште - 7, ал сояда 35 пайызға дейін жетеді. Сол сияқты крахмал, қант, май және т.б. сапа көрсеткіштері де түрліше болып келеді.
Құрғақ зат жеке химиялық элементтерден тұрады. Бізге белгілі барлық элементтердің 74-тен астамы өсімдіктерден табылып отыр. Солардың ішіндегі көміртек, оттек, сутек, азот элементтері органогендерге жатады. Ал фосфор, калий, кальций, магний, темір, бор,
21
марганец, мырыш, натрий, алюминий, кремний және т.б. элементтерді күл элементі дейді. Олардың органогендерден айырмашылығы өсімдікті күйдіргенде, оның күлінде оксид түрінде қалады. Өсімдіктің құрамындағы қоректік элементтің мөлшері бірнеше пайыздан, пайызтің жүздік бөлігіне дейін болса макроэлемент деп атайды. Бұған көміртек, оттек, сутек, азот, фосфор, калий, кальций, магний, натрий, күкірт сияқты элементтер жатады. Егер өсімдік құрамында қоректік элемент мөлшері пайыздың мыңнан бір бөлігі мен он мыңнан бір бөлігінің аралығында болса, онда микроэлемент деп аталады. Бұл топқа бор, молибден, мырыш, марганец, кобальт, мыс жатады. Ал өсімдіктің құрамында қоректік элемент мөлшері 10- 5-10-12 пайыз аралығында болса ультрамикроэлемент деп аталады. Бұған алтын, күміс, сынап, радий, цезий, қорғасын сияқты элементтер кіреді.
7-кесте. Өсімдік құрамындағы кейбір химиялық элементтердің орташа мөлшері (құрғақ массаға шаққанда пайыз есебімен).
Көміртек |
45,0 |
Магний |
0,3 |
Оттек |
42,0 |
Марганец |
1 10-2 |
Сутек |
6,5 |
Бор |
1 10-4 |
Күкірт |
0,3 |
Мыс |
2 10-4 |
Азот |
1,5 |
Мырыш |
3 10-4 |
Кальций |
0,6 |
Молибден |
3 10-4 |
Калий |
3,0 |
Кобальт |
2 10-5 |
Фосфор |
0,1 |
Кремний |
0,15 |
Жалпы өсімдіктегі және оның жеке мүшелеріндегі химиялық элементтердің мөлшері бірдей емес. Азот пен күл элементтерінің мөлшері біріне-бірі шамалас (8-кесте).
8-кесте. Ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімінің құрамындағы су және қоректік элементтердің мөлшері (жалпы массасының пайыз есебімен).
Дақылдар |
Су |
N |
Күл |
P2O5 |
K2O |
Na2O |
CaO |
MgO |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Күздік бидай: дәні |
14,2 |
2,8 |
1,73 |
0,85 |
0,50 |
0,06 |
0,07 |
0,15 |
|
сабаны |
14,3 |
0,15 |
4,86 |
0,20 |
0,90 |
0,06 |
0,28 |
0,11 |
|
Жаздық бидай: |
14,3 |
3,40 |
2,32 |
0,85 |
0,60 |
0,06 |
0,05 |
0,22 |
|
дәні |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
22
сабаны |
14,3 |
0,67 |
3,48 |
0,20 |
0,75 |
0,06 |
0,26 |
0,09 |
||
Күздік қара |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
бидай: дәні |
14,3 |
2,20 |
1,83 |
0,85 |
0,60 |
0,06 |
0,09 |
0,12 |
||
сабаны |
14,3 |
0,45 |
3,93 |
0,26 |
1,00 |
0,10 |
0,29 |
0,09 |
||
Жаздық арпа: дәні |
14,3 |
2,10 |
2,55 |
0,85 |
0,55 |
0,10 |
0,10 |
0,16 |
||
сабаны |
14,3 |
0,50 |
4,49 |
0,20 |
1,00 |
0,50 |
0,33 |
0,09 |
||
Сұлы: |
дәні |
14,3 |
2,30 |
2,88 |
0,85 |
0,50 |
0,05 |
0,16 |
0,17 |
|
сабаны |
14,3 |
0,65 |
6,45 |
0,35 |
1,60 |
0,40 |
0,38 |
0,12 |
||
Жүгері : дәні |
14,4 |
1,91 |
1,23 |
0,57 |
0,37 |
0,01 |
0,03 |
0,19 |
||
сабаны |
15,0 |
0,75 |
4,37 |
0,30 |
1,64 |
0,05 |
0,49 |
0,26 |
||
Күріш: дәні |
12,0 |
1,20 |
5,26 |
0,81 |
0,32 |
0,12 |
0,07 |
0,18 |
||
Тары: |
дәні |
14,0 |
1,85 |
2,97 |
0,65 |
0,50 |
- |
0,10 |
- |
|
сабаны |
16,0 |
|
3,80 |
0,18 |
1,59 |
0,07 |
0,13 |
0,05 |
||
Қарақұмық: дәні |
14,0 |
1,80 |
1,15 |
0,57 |
0,27 |
0,07 |
0,05 |
0,15 |
||
сабаны |
16,0 |
0,80 |
5,25 |
0,61 |
2,42 |
0,11 |
0,95 |
0,19 |
||
Асбұршақ: дәні |
14,3 |
4,50 |
2,63 |
1,00 |
1,25 |
0,02 |
0,09 |
0,13 |
||
сабаны |
16,0 |
1,40 |
3,91 |
0,35 |
0,50 |
0,18 |
1,82 |
0,27 |
||
Соя: |
дәні |
10,0 |
5,80 |
2,84 |
1,04 |
1,26 |
0,03 |
0,17 |
0,25 |
|
сабаны |
14,0 |
1,20 |
3,23 |
0,31 |
0,50 |
0,07 |
1,46 |
0,05 |
||
Мақта: ұрығы |
11,7 |
3,00 |
3,90 |
1,10 |
1,25 |
0,02 |
0,20 |
0,54 |
||
торқасы |
- |
0,34 |
1,93 |
0,06 |
0,91 |
0,03 |
0,16 |
0,17 |
||
қауашағы |
- |
2,54 |
8,33 |
0,32 |
3,43 |
0,05 |
1,06 |
0,28 |
||
жапырағы |
- |
3,20 |
15,9 |
0,50 |
1,28 |
0,31 |
6,14 |
0,12 |
||
сабаны |
- |
1,46 |
4,53 |
0,21 |
1,31 |
0,11 |
1,00 |
0,41 |
||
Қант қызылшасы: |
75,0 |
0,24 |
0,57 |
0,08 |
0,25 |
0,07 |
0,06 |
0,05 |
||
тамыры |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
жапырағы |
830,5 |
0,35 |
1,42 |
0,10 |
0,50 |
0,30 |
0,17 |
0,11 |
||
Темекі: |
18,0 |
2,45 |
14,2 |
0,66 |
5,09 |
0,45 |
5,07 |
1,04 |
||
жапырағы |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
сабаны |
18,0 |
1,64 |
7,31 |
0,92 |
3,82 |
0,66 |
1,24 |
0,05 |
||
Күнбағыс: ұрығы |
10,0 |
2,61 |
3,30 |
1,39 |
0,96 |
0,10 |
0,20 |
0,51 |
||
тұтас өсімдігі |
8,60 |
1,56 |
10,0 |
0,76 |
5,25 |
0,10 |
1,53 |
0,68 |
||
Картоп: |
түйнегі |
75,0 |
0,32 |
0,97 |
0,14 |
0,60 |
0,02 |
0,03 |
0,06 |
|
жапырағы |
77,0 |
0,30 |
2,49 |
0,10 |
0,85 |
0,10 |
0,80 |
0,21 |
||
Мал азықтық |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
қызылша: тамыры |
88,0 |
0,19 |
0,86 |
0,07 |
0,42 |
0,15 |
0,03 |
0,01 |
||
жапырағы |
90,5 |
0,30 |
1,51 |
0,08 |
0,25 |
0,50 |
0,16 |
0,14 |
||
Капуста: қауаны |
80,0 |
0,93 |
0,71 |
0,11 |
0,35 |
0,003 |
0,07 |
0,03 |
||
Пияз: басы |
87,0 |
0,30 |
0,56 |
0,25 |
- |
- |
0,18 |
- |
||
Асханалық сәбіз: |
78,0 |
0,23 |
1,03 |
0,13 |
0,38 |
- |
0,12 |
0,07 |
||
тамыры |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Қияр: жемісі |
92,0 |
|
0,41 |
|
0,22 |
- |
0,03 |
0,02 |
||
Қызанақ: жемісі |
95,0 |
0,26 |
0,70 |
0,07 |
0,33 |
- |
0,04 |
0,06 |
||
Жоңышқа: пішені |
16,0 |
2,60 |
5,29 |
0,65 |
1,50 |
0,11 |
2,52 |
0,31 |
||
Сиыр жоңышқа: |
16,0 |
1,55 |
5,91 |
0,70 |
2,04 |
0,11 |
0,49 |
0,20 |
||
Құрғақ зат құрамындағы күл элементтерінің мөлшері оның массасының шамамен 5 пайызын құрайды. Алайда жеке өсімдік күлінің құрамы бірдей емес. Мысалы, астық дақылдары дәнінің
23
күлінде 30-50 пайыз фосфор элементі болса, күріш дәні күлінің 16 пайызы фосфор үлесіне тиеді. Астық дақылдарының сабанындағы фосфор мөлшері, олардың дәніндегі фосфордан 3-5 есе аз болады. Картоп түйіні мен тамыржемістілердің күлінің 30-40 пайызы калий элементінен тұрады. Жоңышқа, беде сияқты дақылдардың күлінде кальций мөлшері калийден әлденеше рет көп.
9-кесте. Кейбір ауылшаруашылық дақылдарының құрамындағы микроэлементтердің мөлшері (мг/кг).
Дақылдар |
В |
Мо |
Мп |
Сu |
Zп |
Со |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Күздік бидай: дәні |
- |
0,27-0,55 |
12-78 |
3,7-10,2 |
8,7-35,3 |
0,06-0,1 |
|
Жаздық бидай: дәні |
2 |
0,25-0,50 |
11-120 |
4,0-13,0 |
11,4-75,0 |
0,05-0,13 |
|
сабаны |
2-4 |
- |
60-146 |
1,5-3,0 |
10,0-50,0 |
- |
|
Қара бидай: дәні |
- |
0,20-0,54 |
8-84 |
3,4-18,3 |
9,8-35,8 |
0,05-0,21 |
|
Арпа: |
дәні |
2 |
0,39-0,46 |
8-140 |
3,9-14,3 |
9,6-50,0 |
0,05-0,11 |
сабаны |
3-4 |
- |
37-90 |
3,8-6,6 |
10,0-55,0 |
- |
|
Сұлы: |
дәні |
2-3 |
0,28-0,74 |
10-120 |
4,0-13,9 |
8,4-50,0 |
0,02-0,14 |
сабаны |
- |
0,74 |
63-153 |
3,7-7,5 |
5,0-30,0 |
- |
|
Жүгері: көк балауса |
2-21 |
020-0,80 |
21-197 |
3,0-11,5 |
5,0-36,0 |
0,10-0,70 |
|
Жоңышқа: пішені |
68 |
- |
13-86 |
6,2-20,3 |
11,0-37,0 |
0,20-0,85 |
|
Қант қызылшасы: |
|
|
|
|
|
|
|
тамыры |
12-17 |
0,1-0,2 |
50-190 |
5,0-7,0 |
15,0-84,0 |
0,05-0,29 |
|
жапырағы |
20-35 |
0,4-06 |
128-325 |
6,9-8,4 |
121-147 |
0,25-0,50 |
|
Картоп: түйнегі |
6 |
- |
8-21 |
4,7-6,0 |
6-20 |
0,04-0,20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Әрбір өсімдік биологиялық ерекшеліктеріне қарай микроэлементтерді түрліше пайдаланады (9-кесте).
Егер 1 кг жаздық бидай дәнінің құрғақ затына 2 мг бор болса, қант қызылша тамырында 12-17, жапырағында 20-35 мг аралығында болады. Сол сияқты өсімдік құрамында микроэлементтер оның жеке мүшелерінде белгілі бір заңдылықта кездеседі. Мысалы, марганец, молибден, өсімдік жапырағында, ал мырыш, кобальт, мыс генеративті мүшелерінде көп кездеседі. Ал бор дәнді дақылдардың дәнінде, бұршақ тұқымды өсімдіктердің вегетативтік мүшелерінде көп болады.
Ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімінде әр түрлі мөлшерде ақуыз, май, қант сияқты органикалық заттар болады. Олардың мөлшері дақылдың биологиялық ерекшеліктеріне және өсіру жағдайына қарай өзгеріп тұрады (10,11,12 - кестелер).
Ақуыз зат алмасу процесінде шешуші рөл атқаратын азотты қосылыс. Оның мөлшері өсімдіктің вегетативтік мүшелерінде 5-
24
20% аралығында болады. Бұршақ тұқымдас дақылдардың дәнінде ақуыз мөлшері 30-35% дейін жетеді. Ақуыздың элементтік құрамы айтарлықтай қарапайым. Онда 51-55% көміртек, 21-24% оттек, 1518% азот, 6,5-7,0% сутек, 0,3-1,5% күкірт болады. Өсімдік ақуызының құрамына 20 амин қышқылдары мен 2 амид енеді. Ауылшаруашылық дақылдарының ақуыздары бір-бірінен амин қышқылдарының мөлшері мен ерігіштігіне қарай ажыратылады.
10-кесте. Дәнді және бұршақ тұқымдас дақылдардың дәндерінің құрамындағы органикалық заттардың орташа
мөлшері (пайыз есебімен).
Дақылдар |
Ақуыз |
Крахмал |
Май |
Клетчатка |
Қант |
|
|
|
|
|
|
Бидай |
15 |
60 |
1,9 |
2,8 |
4,3 |
Қара бидай |
12 |
65 |
1,7 |
2,2 |
5,0 |
Сұлы |
11 |
45 |
5,5 |
14,0 |
2,0 |
Арпа |
9 |
55 |
2,0 |
6,0 |
4,0 |
Жүгері |
9 |
70 |
4,6 |
2,1 |
3,0 |
Күріш |
7 |
63 |
2,3 |
12,0 |
3,6 |
Тары |
12 |
58 |
4,6 |
11,0 |
3,8 |
Асбұршақ |
25 |
43 |
1,2 |
6,0 |
8,0 |
Соя |
35 |
3 |
20,0 |
5,0 |
10,0 |
Сиыр жоңышқа |
25 |
43 |
2,3 |
6,0 |
4,8 |
Бұршақ |
25 |
42 |
1,3 |
6,0 |
6,0 |
Үрме бұршақ |
20 |
55 |
1,8 |
3,8 |
5,2 |
Жасымық |
30 |
47 |
1,0 |
3,6 |
3,5 |
Бөрібұршақ |
32 |
3 |
5,0 |
16,0 |
2,0 |
|
|
|
|
|
|
Өсімдік дәніндегі азоттың 90% вегетативтік мүшелеріндегі азоттың 75-90% ақуыз құрамына енеді. Ақуыз екі топқа бөлінеді. Тек қана амин қышқылдарының қалдығынан тұратын ақуызды қарапайым ақуыз немесе протеин деп атайды. Егер қарапайым ақуыз молекуласы басқа затпен байланысқан болса күрделі ақуыз немесе протеид дейміз.
11-кесте. Көкөніс және жеміс - жидек дақылдарының құрамындағы органикалық заттардың орташа мөлшері (шикі массаға шаққанда пайыз есебімен).
Дақылдар |
Қант |
Органикалық |
Азотты |
Клетчатка |
Аскорбин |
|
|
қышқылдар |
заттар |
|
қышқылы, |
|
|
|
|
|
мг/100г |
Ақ қауанды |
4,0 |
0,3 |
1,3 |
0,8 |
30 |
капуста |
|
|
|
|
|
25
Түсті капуста |
3,0 |
0,1 |
2,5 |
1,2 |
100 |
Қызанақ |
3,0 |
0,5 |
0,6 |
0,2 |
30 |
Тәтті бұрыш |
4,0 |
0,2 |
1,5 |
1,0 |
200 |
Баклажан |
3,0 |
0,2 |
0,9 |
1,0 |
5,0 |
Қияр |
1,5 |
0,005 |
0,8 |
0,5 |
5 |
Пияз |
10,0 |
0,2 |
1,6 |
0,6 |
7 |
Сарымсақ |
0,5 |
0,2 |
7,0 |
1,0 |
15 |
Алма |
9,0 |
0,7 |
0,4 |
1,0 |
23 |
Жүзім |
18 |
0,7 |
0,7 |
0,2 |
6 |
Бүлдірген |
18 |
1,4 |
1,4 |
1,2 |
50 |
Қарлыған |
7,0 |
2,0 |
0,8 |
2,3 |
35 |
Қарақат |
8,0 |
2,5 |
1,4 |
2,0 |
200 |
Шие |
9,0 |
1,8 |
0,9 |
0,2 |
17 |
|
|
|
|
|
|
Апельсин |
7,0 |
1,4 |
0,9 |
2,5 |
65 |
Лимон |
2,5 |
5,8 |
0,9 |
2,5 |
55 |
12-кесте. Майлы дақылдар тұқымының құрамындағы органикалық заттардың орташа мөлшері (пайыз есебімен).
|
Ақуызды |
Азотсыз |
|
|
|
Дақылдар |
экстративті |
Май |
Клетчатка |
||
заттар |
|||||
|
заттар |
|
|
||
|
|
|
|
||
Мақта |
15 |
33 |
17-27 |
21 |
|
Зығыр |
25 |
23 |
21-47 |
7,4 |
|
Кендір |
17-25 |
14-20 |
31-38 |
14-26 |
|
Күнбағыс |
26-29 |
5-14 |
33-50 |
1,7-3,8 |
|
Қыша |
15-38 |
5-26 |
18-38 |
7-17 |
|
Майкене |
23 |
4,0 |
66-71 |
0,7 |
Протеиндер әр түрлі еріткіштерде ерігіштігіне қарай жіктеледі. Альбуминдер суда, глобулиндер тұз ерітіндісінде, проламиндер 80% этил спиртінде, глютелиндер сілті ерітіндісінде жақсы ериді. Қарапайым ақуыз өсімдік тұқымында қор және қоректік зат ретінде жиналады. Протеидтер ақуызсыз топтардың химиялық табиғатына қарай липопротеидтер, хромопротеидтер, глюкопротеидтер, нуклеопротеидтер деп ажыратылады. Ауылшаруашылық дақылдары өнімінің сапасын, “шикі протеин” мөлшеріне қарай бағалайды. “Шикі протеинді” білу үшін жалпы азот мөлшерін 6,25 коэффицентіне көбейтеді. Бидай дәнінің сапасын оның құрамындағы ұлпа шамасымен бағалайды. Ұлпа құрамының 2/3 бөлігі судан, 1/3 бөлігі құрғақ заттан тұрады, ал оның құрғақ заты негізінен спирт пен сілтіде еритін ақуыз болып саналады. Бидай дәнінде ұлпа көп болса, одан алынатын ұн сапалы болады.
26
Өсімдіктің құрғақ затының 85-90%-ын көмірсу құрайды. Көмірсулардың биологиялық қызметі алуан түрлі. Өсімдікте көмірсулар глюкоза, фруктоза, сахароза, крахмал, клетчатка, пектинді заттар түрінде кездеседі. Жүзімде глюкоза мөлшері 8-15%-ке дейін, фруктоза өрік, алмұрт сияқты жеміс ағаштарында 6-10% болады. Сахароза табиғатта кең тараған, әрі практикалық маңызы зор көмірсуға жатады. Қант қызылшасының тамырында сахароза мөлшері 14-22%-ға дейін жетеді. Крахмал барлық өсімдіктерде кездесетін көмірсу. Картоптың ерте пісетін сортының түйнегінде 10-14%, кеш пісетін сортында 16-22% крахмал болады. Астық дақылдарының дәніндегі крахмал мөлшері 55-70% -ға дейін жетеді.
Клетчатка - өсімдік клеткасының қабырғасының басты компоненті. Мақта талшығында оның шамасы 95-98%-ке дейін жетеді. Майлар негізінен қоректік және энергетикалық қор заттары болып саналады.
Сонымен қатар өсімдіктерде пигмент, органикалық қышқылдар, алкалоид, ферменттер, витаминдер, антибиотиктер тағы басқа заттар болады. Олардың мөлшері өсімдікті өсіру жағдайына қарай өзгеріп отырады.
2.2. Өсімдіктердің қоректенуi
Өсімдіктің сыртқы ортамен зат алмасуын оның қоректенуі дейді. Өсімдік қоректік заттарды жапырақтары және тамырлары арқылы қабылдайды. Осыған орай оның қоректенуінің екі түрі: ауа арқылы және тамыр арқылы қоректенуі болады. Өсімдік ауа арқылы қоректенуде өзінің жасыл жапырақтарының көмегімен, атмосферадағы көмірқышқыл газын ассимиляциялайды. Ал, тамыр арқылы қоректенуде топырақтағы суды, минералдық тұздардың иондарын және өте аз мөлшерде органикалық қосылыстарды сіңіреді. Соңғы жылдардағы зерттеулер органикалық заттар өсімдіктің тамырында түзіле бастайтындығын дәлелдеп отыр. Сондықтан өсімдіктің осы екі қоректену түрі бір-бірімен тығыз байланысты.
2.2.1. Өсімдіктердің ауа арқылы қоректенуі
Өсімдік күн энергиясын жапырақтағы хлорофилл пигментінің қатысуымен сіңіріп, оны химиялық энергияға айналдырады.
27
Нәтижесінде азотсыз органикалық зат (глюкоза) және оттек пайда болады. Жалпы алғанда фотосинтез реакциясының жиынтық теңдеуін былайша өрнектейді:
6CO2 + 6H2O + 674*4,187кДж → С6 H12O6 + 6O2
Өсімдік фотосинтез процесінің нәтижесінде түзілген оттектің шамалы бөлігін тыныс алуға пайдаланады, ал көбі атмосфераға ұшып кетеді. Глюкоза күрделі көмірсулар мен ақуыз, май, органикалық қышқылдардың синтезделуіне қатысады. Фотосинтетикалық аппараттың қызметі өсімдік түріне, жапырақ жасына, күн сәулесінің құрамына, өсімдіктің азот элементімен қоректену деңгейіне және т.б. жағдайларға байланысты. Егіншілік мәдениетін көтеруде фотосинтез процесінің мүмкіншілігін толық, әрі үнемді пайдаланудың маңызы үлкен. Өсімдікке жарықтың түсу дәрежесі фотосинтез процесінде аса маңызды рөл атқарады. Орташа есеппен жапырақ өзіне түсетін күн сәулесі спектрінің көрінетін бөлігіндегі энергияның 8090% -ын және жарықтың жалпы энергиясының 50%-ын сіңіреді. Бұл сіңірілген энергияның 90%-ы траспирацияға және жапырақты қыздыруға, ал небәрі 1-5%-ын фотосинтез процесіне жұмсалады. Фотосинтезге хлорофилл сіңіретін қызыл және күлгін - көк сәулелер пайдаланылады. Бүл сәулелерді физиологиялық активті (белсенді) радиация-ФАР деп атайды. Жарық сапасы фотосинтездің қарқынына ғана емес, сондай-ақ түзілетін өнімнің химиялық табиғатына да әсер етеді.
Фотосинтез процесіне әсер ететін факторлар:
1.Көмірқышқыл газының концентрациясы. Мұнда қажетті көмірқышқыл газының ең төменгі концентрациясы 0,008% - 0,01% дейінгі аралықта болады. Жеке өсімдіктерді көмірқышқыл газымен қанықтыру концентрациясы 0,06%-тен 0,4%-ке дейін өзгеріп отырады. Алайда көмірқышқыл газ мөлшерін қолдан арттыру өсімдіктерге қолайлы әсер етеді.
2.Температураның фотосинтезге әсері фотохимиялық және биохимиялық реакциялардың болуына байланысты. Фотосинтездің биохимиялық реакциялары, 25°-35° дейінгі аралықта Вант-Гофф заңына бағынады. Бұл аралықта температураның әрбір 10 градусқа жоғарлауы реакцияның өтуін 2-3 есе тездетеді. Ал температураның бұл шектен артуы, керісінше, фотосинтез процесін тежейді.
28
З. Фотосинтез үшін су реакцияға тікелей қатысушы ретінде және жанама фактор түрінде керек. Фотосинтез кезінде су құрамындағы сутек тотығады да, көмірқышқыл газын тотықсыздандыруға пайдаланылады. Клетканың сумен қамтамасыз етілуі фотосинтезге қатысатын ферменттік жүйенің белсенділігіне де өзгеріс еңгізеді. Су тапшылығының 40-60% -ке жетуі фотосинтез процесінің толық тоқтауына себепші болады.
4. Өсімдіктің минералдық заттармен қоректену жағдайы да фотосинтездің өтуіне жан-жақты әсер етеді. Мысалы, магний хлорофилл молекуласының кұрамды бөлігі ретінде оның синтезделуіне қатысады. Азот хлорофилл молекуласын құруда қажет. Калий мен фосфор фотосинтез процесінің қарқынын арттырады.
Жалпы өсімдік құрамындағы заттарды талдағанда олардың 90- 95%-ті фотосинтез процесінің арқасында түзілетіні анықталды. Демек, өсімдікте фотосинтез неғұрлым қарқынды өтетін болса, түсім соғұрлым жоғары болады.
Өсімдіктің ауа арқылы қоректенуі оның тамырмен қоректенуімен тығыз байланысты. Соның арқасында табиғатта ұдайы ауа алмасуы болып тұрады. Оны мына жағдаймен түсіндіруге болады. Жер бетінде жылына 400 млрд. тонна органикалық заттар түзіледі. Ол үшін өсімдіктер 170 млрд. тонна көмірқышқыл газын сіңіреді. Егер атмосферадағы көмірқышқыл газы жылма-жыл толықтырылмаса, оның қоры небәрі 4 жыл ішінде таусылған болар еді. Осыған орай өсімдіктерге қажетті көмірқышқыл газының қорын көбейту маңызды мәселе. Бұлардың негізгілері өсімдік пен жан-жануар қалдықтарының шіріндісі болады. Мұнда атмосфераға көп мөлшерде көмірқышқыл газы бөлінеді. Топыраққа органикалық тыңайтқыш ендіру, жасыл тыңайтқышты тиімді қолдану, топырақ өңдеу жүйесін ұқыпты жүргізу, микробиологиялық процестің жедел жүруі де атмосферадағы көмірқышқыл газының қорының молаюына маңызды рөл атқарады.
2.2.2. Өсімдіктердің тамыр арқылы қоректенуі
Жалпы өсімдіктің қоректенуі сыртқы факторға жатады. - Өсімдіктің минералдық заттарды тамыры арқылы пайдаланылатыны жөнінде алғашқы деректер Дютроштың 1837 жылғы зерттеу жұмыстарында кездеседі. Ол өсімдік клеткаларының қоректік
29
элементтерді қабылдауын диффузия құбылысымен, топырақтағы иондардың қозғалысын концентрациясы жоғары ерітіндіден концентрациясы төмен ерітіндіге жылжуымен түсіндірді.
Диффузиялық-осмостық теорияны жақтаушылар Де Фриз, Пфеффер, Майер өсімдіктің тамыры қоректік заттарды сумен бірге сорады деп түсіндіреді. Олардың пікірінше өсімдіктің қоректік заттарды сіңіруі транспирация құбылысына тікелей тәуелді. Шын мәнінде өсімдіктің қоректік заттарды қабылдауын тек қана бұл теориямен түсіндіру дұрыс емес. XIX ғасырдың аяғында Овертон өсімдіктің қоректенуі жөнінде өзінің липоидтық теориясын ұсынды. Бұл теория бойынша өсімдік клеткасына оның цитоплазмасының липидтік компонентінде еріген заттар енеді. Липоидтық теорияның диффузиялық-осмостық теориядан айырмашылығы еріген заттарды жекелеп пайдалануы, химиялық реакция арқылы цитоплазманың сыртқы қабатында жүреді деп түсіндіруінде.
Ультрафильтрация теориясын ашқан Траубе мен Руланд цитоплазма қабықшасы арқылы қоректік заттардың клеткаға енуі оның (цитоплазма қабықшасы) тесіктерінің көлемі мен сол заттардың молекулаларының мөлшеріне байланысты деп дәлелдеді. Өсімдіктің амин қышқылдарын, фитин және кейбір жоғары молекулалы органикалық заттарды сіңіруін бұл теориямен түсіндіру мүмкін емес. ХХ ғасырдың басында Дево өте сұйық ерітіндідегі катиондардың өсімдік клеткасымен жылдам байланысатынын анықтады. Бұл жағдай абсорбция теориясының пайда болуы мен дамуына әсерін тигізді. Дево өсімдік клеткасына енген катион эквивалентті мөлшерде оның құрамындағы басқа катиондарды ығыстратынын атап көрсетті. Бүл құбылыстың өзі ерітінді концентрациясы мен уақытқа байланысты өтеді.
1921-1928 жылдары Д.А. Сабинин клетканың заттарды бойына сіңіруі адсорбция реакциясы арқылы өтетіндігін анықтады. Д.А.Сабинин өсімдіктің қоректенуі жеке мүшелердің пайда болуы мен дамуының арасында байланыс бар екенін көрсетті. Д.А. Сабинин пікірі бойынша қоректік заттардың сіңірілуі олардың өсімдіктегі айналымының бір буыны болып табылады. Өсімдіктің заттарды сіңіруі оның жер бетіндегі мүшелерінің қызметіне, зат алмасудың қарқынына, ассимиляттардың тамырға жылжуына, тыныс алу процесінің деңгейіне байланысты. 1940 жылы Д.А.Сабинин тамыр арқылы өтетін заттардың өзгеруі туралы және
30