Как удобрения влияют на качество урожая - 2

17.10.2006

Азотистые соединения небелковой природы

Кроме белков в растениях всегда содержатся азотистые соединения небелковой природы, сумму которых часто называют "небелковым азотом - сырым протеином". В эту фракцию входят минеральные соединения азота - нитраты и аммиак, - а также органические небелковые вещества - свободные аминокислоты и амиды. Среди органических азотистых веществ в тканях растений содержатся пептиды, которые представляют из себя небольшие "остатки аминокислот".

Важными органическими азотистыми веществами являются соединения основного характера - производные пиримидина и пурина. Они получили название пиримидиновых и пуриновых оснований. Это основные структурные элементы, из которых состоят молекулы нуклеиновых кислот. Весь этот небелковый азот в листьях большинства растений составляет 10-25% от общего содержания белков. В семенах злаков небелковых соединений азота обычно около 1% от веса семян, или 6-10% от количества белков. В семенах бобовых и масличных культур на долю небелкового азота приходится 2-3% от веса семян, или около 10% от содержания белков. Больше всего небелковых азотистых веществ находится в клубнях картофеля, корнеплодах и других овощных культурах.

В клубнях картофеля небелковые азотистые вещества в среднем составляют около 1% от веса клубней, то есть их содержится примерно столько же, сколько и белков, а при повышенном уровне азотного питания небелковых соединений азота может быть и больше, чем белков. В корнях свеклы, моркови и других культур содержание небелковых соединений азота также примерно равно содержанию белков и в среднем составляет 0,5-0,8% от веса корнеплодов.

Небелковый азот

Хорошо усваивается организмом человека и имеет довольно высокую биологическую ценность. Удобрения существенно повышают содержание в урожае как белкового, так и небелкового азота, поэтому повышению количества всех фракций уделяется большое внимание.

Углеводы

Второй важнейшей группой химических веществ, для получения которой выращиваются многие сельскохозяйственные культуры, являются углеводы. Важнейшие из них - сахара, крахмал, целлюлоза и пектиновые вещества.

Сахара

В растительных тканях накапливаются в больших количествах в качестве запасных веществ. Среди них преобладают моносахариды - глюкоза и фруктоза - и дисахарид - сахароза. Иногда в растениях в свободном состоянии содержится заметное количество пятиуглеродных сахаров - пентоз.

Глюкоза

Содержится практически в любой живой растительной клетке. Во многих плодах и ягодах она накапливается в свободном состоянии в значительном количестве и обусловливает их сладкий вкус. В свекле и других корнеплодах, несмотря на высокое общее содержание сахаров, количество глюкозы небольшое и редко превышает 1%. Глюкоза также входит в состав многих дисахаридов, трисахаридов, крахмала, клетчатки, гликозидов и других соединений. В живом организме глюкоза служит основным дыхательным материалом и, следовательно, важнейшим источником энергии.

Фруктоза

Содержится во многих сладких плодах в количестве до 6-10%. В овощах содержание фруктозы очень низкое, не превышает десятых долей процента. Она входит в состав сахарозы и многих полифруктозидов, из которых наиболее широко распространен инулин. Он накапливается в качестве запасного вещества (до 10-12%) в корнях топинамбура (земляной груши), георгинов, цикория и некоторых других растений.

Сахароза

По сравнению с другими сахарами имеет наибольшее народнохозяйственное значение, так как она служит основным сахаром, который используется в питании населения. Сахароза построена из остатков молекул глюкозы и фруктозы. Более высоким ее содержанием отличаются плоды и ягоды, много её и в корнях свеклы (14-22%). Очень важными соединениями в растениях являются фосфорные эфиры сахаров (главным образом гексоз и пентоз), которые представляют собой соединения сахара с остатком фосфорной кислоты. Такие важнейшие процессы, как фотосинтез, дыхание, синтез сложных углеводов из более простых, взаимные превращения сахаров и другие процессы протекают в растениях с обязательным участием фосфорных эфиров сахаров. Поэтому вносимые фосфорные удобрения существенно изменяют качество урожая, повышая содержание легкоподвижных углеводов - глюкозы, фруктозы и сахарозы.

Крахмал

Является основном запасным полисахаридом, содержится в зеленых листьях, но главными органами, в которых он находится, являются семена и клубни. Крахмал - не однородное вещество, а смесь двух различных полисахаридов - амилозы и амилопектина, которые различаются по химическим и физическим свойствам. Крахмал содержит их соответственно 15-25 и 75-85%. Амилоза растворяется в воде без образования клейстера, дает с йодом синее окрашивание. Амилопектин дает с йодом фиолетовое окрашивание, с горячей водой образует клейстер. Содержание крахмала в урожае сильно зависит от внесения фосфорных и калийных удобрений.

Наибольшее количество крахмала накапливается в семенах риса (70-80%), кукурузы (60-75%) и других злаков. В семенах зернобобовых культур содержание крахмала низкое, а в семенах масличных его почти нет. Много крахмала в клубнях картофеля: у ранних сортов - 10-14%, среднепоздних и поздних сортов - 16-22% от веса клубня. В зависимости от условий выращивания растений и, прежде всего от удобрений, содержание крахмала может изменяться в значительной степени. Крахмал очень хорошо усваивается организмом человека и легко превращается в растениях в другие легкоподвижные углеводы. Распад его происходит под действием группы ферментов, которые получили название амилаз.

Целлюлоза, или клетчатка

Составляет главную часть клеточных стенок растений. Чистая целлюлоза - белое вещество волокнистого строения. В семенах зернобобовых культур целлюлозы 3-5%, в клубнях картофеля и корнеплодах - около 1%. Много целлюлозы в хлопчатнике, льне, конопле, джуте, которые выращиваются главным образом для получения нитевидных волокон целлюлозы. Организмом человека целлюлоза не усваивается и служит балластом, но обеспечивает лучшую работу кишечника, способствует выводу из организма тяжелых металлов. При полном гидролизе клетчатки (это происходит в организме жвачных животных) образуется глюкоза.

Пектиновые вещества

Широко распространены в растениях, они способны в присутствии кислоты и сахара образовывать желе или студни. В наибольшем количестве (до 1-2% от веса тканей) они содержатся в корнеплодах, плодах и ягодах. Содержанием целлюлозы и пектиновых веществ (нерастворимых форм углеводов) в урожае также можно управлять с помощью удобрений, в основном путём изменения соотношения между вносимыми элементами.

Жиры и жироподобные вещества, так называемые липиды и липоиды

Играют весьма важную роль в жизнедеятельности растений, так как являются структурными компонентами цитоплазмы клеток, а у многих растений кроме этого выполняют роль запасных веществ. Цитоплазматические жиры и комплексы липоидов с белками - липопротеиды - входят во все органы и ткани растений - в листья, стебли, плоды, корни; их содержание составляет 0,1-0,5%. Растения, которые накапливают большое количество жира в семенах и у которых он - основное запасное вещество, называют масличными. Содержание жира в семенах подсолнечника 26-45%, льна - 34-48%, конопли - 30-38%, мака - 50-60%, козлятника и амаранта - 30-40%, в плодах облепихи - до 20%. Изменчивость содержания жира в семенах зависит от сортовых особенностей культуры, климатических, почвенных условий и вносимых удобрений.

Пищевая ценность растительных жиров не ниже, чем жиров животного происхождения. Кроме того, при определении пищевой ценности жиров следует учитывать, что линолевая и линоленовая кислоты, входящие в их состав, содержатся только в растительных маслах. Они являются "незаменимыми" для человека, так как не могут синтезироваться в его организме, но являются необходимыми для нормальной жизнедеятельности.

Витамины в организме человека синтезироваться не могут и при их отсутствии или недостатке развиваются тяжелые заболевания. В растениях витамины тесно связаны с ферментами. Сейчас известно около 40 различных витаминов. Недостаток в пище аскорбиновой кислоты (витамин С) ведет к тяжелому заболеванию, называемому цингой. Для её предупреждения человек за сутки должен получать с пищей 50-100 мг аскорбиновой кислоты.

Тиамин (витамин В1) незаменим в процессах обмена веществ у растений и животных, так как в виде фосфорного эфира входит в ряд ферментов, катализирующих превращения многих соединений. При недостатке тиамина в пище человека наступает заболевание полиневрит. Рибофлавин (витамин В2) входит в состав многих окислительно-восстановительных ферментов.

Ежедневная потребность человека в нём 2-3 мг. Больше всего этого витамина в дрожжах, зерне злаков и в некоторых овощных культурах. Пиридоксин (витамин В6) играет большую роль в процессах обмена веществ, особенно в азотном обмене: он входит в состав ферментов, катализирующих многие реакции обмена аминокислот, в том числе такую важную реакцию, как их переаминирование.

Токоферол (витамин Е) - это группа веществ, обладающих высокой активностью. При недостатке витамина Е у человека нарушается обмен белков, липидов, углеводов, поражаются половые органы и теряется способность к размножению. Ретинол (витамин А) предохраняет человека и животных от заболевания ксерофтальмией, от воспаления роговицы глаз и "куриной слепоты".

В растениях витамин А не содержится, но в них присутствуют вещества, обладающие А-витаминной активностью. К ним относятся каротиноиды - желтые или красные пигменты. Наиболее важен среди них каротин, который наряду с хлорофиллом всегда содержится в зеленых листьях, во многих цветках и плодах. Каротиноиды имеют большое значение в процессах фотосинтеза, размножения растений и в окислительно-восстановительных системах. Каротин в организме человека легко превращается в витамин А.

Известно несколько соединений, обладающих К-витаминной активностью, они необходимы для нормального свертывания крови, при их недостатке скорость свертывания крови резко понижается, и иногда наблюдается гибель от внутренних кровоизлияний. В растениях витамины группы К участвуют в окислительно-восстановительных процессах и в частности в процессе фотосинтеза.

Витамин К синтезируется в зеленых частях растений, которые богаче этим витамином по сравнению с семенами. Хорошее питание растений за счёт удобрений существенно повышает содержание витаминов в урожае.

Геннадий Васяев, доцент, главный специалист Северо-Западного научно-методического центра Россельхозакадемии,
Ольга Васяева, садовод любитель

Метки:  удобрения


Поделиться в соцсетях:

ВКонтакт Facebook Google Plus Одноклассники Twitter Livejournal Liveinternet Mail.Ru

Материалы по теме: