приховати рекламу

Вплив важких металів на рослини

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати

План
 
1) введення
2) вплив основних важких металів на рослини:
а) кобальт;
б) молібден;
в) нікель;
г) марганець;
д) мідь;
е) цинк.
3) висновок
4) список використаної літератури
Введення
Важкі метали (Cu, Ni, Со, Pb, Sn, Zn, Cd, Bi, Sb, Hg) відносяться до мікроелементів. Тобто хімічних елементів, присутніх в організмах в низьких концентраціях (звичайно тисячні частки відсотка і нижче). Вивчення мінерального живлення рослинних організмів включає в себе знайомство і з мікроелементами.
В даний час за допомогою спеціальних, особливо чутливих методів вдалося визначити у складі організмів понад 60 таких хімічних елементів. Однак можна стверджувати, що назване число не є межею і до складу організмів справді входять всі відомі хімічні елементи та їх ізотопи, (як стабільні, так і радіоактивні).
Хімічні елементи, які, входячи до складу організмів рослин, тварин і людини, беруть участь у процесах обміну речовин і володіють вираженою біологічною роллю, отримали назву біогенних елементів. До числа біоелементом відносяться: азот, водень, залізо, йод, калій, кальцій, кисень, кобальт, кремній, магній, марганець, мідь, молібден, натрій, сірка, стронцій, вуглець, фосфор, фтор, хлор, цинк.
Зазначений перелік буде, безсумнівно, збільшуватися в міру зростання наших знань. Наприклад, біогенне значення кобальту і молібдену визначилося недавно. Деякі елементи біогенних тільки по відношенню до певних класів, родів, а іноді і видам організмів. Наприклад, бор необхідний для рослин, але поки не може вважатися біогенним по відношенню до тварин і людини.
Значна кількість хімічних елементів, постійно виявляються в організмах, надає певний вплив на перебіг процесів обміну речовин і на ряд фізіологічних функцій в експерименті, проте ще не відомо, яку роль ці елементи відіграють в організмах в природних умовах, і тому їх биогенное значення поки сумнівно. До таких елементів відносяться алюміній, барій, берилій, бром, вісмут, галій, германій, кадмій, літій, миш'як, нікель, олово, радій, ртуть, рубідій, свинець, срібло, сурма, титан, уран, хром, цезій.
Кількісний вміст біоелементом, що входять до складу організмів, сильно варіює залежно від середовища проживання, способу харчування, видової приналежності і т. п.
Основну масу живої речовини (99,4%) становлять так звані макроелементи: О, С, Н, Са, N, К, Р, Мg, S, Cl, Na.
До числа мікроелементів, вміст яких в організмі обчислюється тисячними і навіть трильйонними частками відсотка, належать: залізо, кобальт, марганець, мідь, молібден, цинк, кадмій, фтор, йод, селен, стронцій, берилій, літій та ін
Мікроелементів, незважаючи на їх мале кількісний вміст в організмах, належить значна біологічна роль. Крім загального сприятливого впливу на процеси росту і розвитку, встановлено специфічний вплив ряду мікроелементів на найважливіші фізіологічні процеси - наприклад, фотосинтез у рослин.
Зв'язок між роллю елемента в живому організмі і положенням його в періодичній системі добре простежено для багатьох мікроелементів, проте далеко ще не всі сторони цієї залежності вивчені в достатній мірі.
Звернемося тепер до суті впливу мікроелементів на живий організм. Найбільш характерна висока біологічна активність мікроелементів, тобто здатність надзвичайно малих доз їх надавати сильну дію.
Потужне вплив мікроелементів на фізіологічні процеси і організмі пояснюється тим, що вони вступають в найтісніший зв'язок з біологічно активними органічними речовинами - гормонами, вітамінами. Вивчено також їх зв'язок з багатьма білками і ферментами. Саме зазначеними взаємовідносинами та визначаються основні шляхи залучення мікроелементів в біологічні процеси.
В даний час твердо встановлено зв'язок між мікроелементами і вітамінами. Показано, що марганець необхідний для утворення в ряді рослин вітаміну С (аскорбінової кислоти), що оберігає людину і, деяких тварин від захворювання на цингу. Є дані, що показують, що введенням марганцю можна викликати утворення аскорбінової кислоти в організмі тих видів тварин, які зазвичай не здатні до вироблення цього вітаміну. Марганець, мабуть, потрібен і для дії вітаміну D (антірахітного) і B 1 (антіневрітного). Намічається зв'язок між мікроелементом цинком і вітаміном В 1. Проте найбільш цікаве відкриття антианемічного вітаміну B 12, нестача якого в організмі призводить до важких форм анемії (злоякісного недокрів'я). Виявилося, що цей вітамін - з'єднання мікроелемента кобальту і складної органічної групи.
Як відомо, багато металів, переважно мікроелементи, в розчинах мають яскраво вираженим каталітичною дією, тобто здатні значною ступеня, у сотні тисяч і мільйони разів, прискорювати протягом хімічних реакцій. Це каталітичну дію мікроелементи проявляють і в живому організмі, особливо тоді, коли вони вступають у взаємодію з органічними речовинами, що містять азот.
Максимальну каталітичну активність метали як такі або, частіше, їх металоорганічні (органо-мінеральні) сполуки набувають, вступаючи в з'єднання з білками. Саме така будова мають багато біологічні каталізатори - ферменти. Крім значного підвищення активності, роль білкового компонента залежить від надання таких сполук, в основному ферментам, специфічності дії.
При взаємодії мікроелементів з білковими компонентами ферментів утворюються металлоензім. Склад великої групи металлоензім характеризується наявністю в них металу як стабільного комплексу (залізовмісні ферменти - каталаза, пероксидаза, цитохроми, цитохромоксидази та ін.)
Геохімічні процеси, безупинно протікають у земній корі, і еволюція хімічного складу організмів-процеси пов'язані. Життя, за В. І. Вернадському, не становить зовнішнього, випадкового явища на земній поверхні, а найтіснішим чином пов'язана з будовою земної кори.
Зміст елементів у живій речовині пропорційно до складу середовища існування організму з поправкою на розчинність сполук, які включають ці елементи.
З геохімічними провінціями землі тісно пов'язані біогеохімічні провінції-області, які характеризуються більш-менш однаковою концентрацією одного або декількох елементів. У межах біогеохімічних провінцій з надмірним або недостатнім вмістом певних елементів настає своєрідна біологічна реакція флори і фауни даної області, що проявляється в ендемічних захворюваннях рослин і тварин-біогеохімічних ендемії.
Вплив основних важких металів на рослини
КОБАЛЬТ
У біосфері кобальт переважно розсіюється, проте на ділянках, де є рослини - концентратори кобальту, утворюються кобальтові родовища. У верхній частині земної кори спостерігається різка диференціація кобальту - в глинах і сланцях в середньому міститься 2.10 -3% кобальту, в пісковиках 3.10 -5, у вапняках 1.10 -5. Найбільш бідні кобальтом піщані грунти лісових районів. У поверхневих водах його мало, у Світовому океані його лише 5.10 -8%. Будучи слабким водним мігрантом, він легко переходить в опади, адсорбируясь гідроокису марганцю, глинами та іншими високодисперсними мінералами.
Вміст кобальту в грунтах визначає кількість цього елемента в складі рослин даної місцевості, а від цього залежить надходження кобальту в організм травоїдних тварин.
Постійно присутні в тканинах рослин, кобальт бере участь в обмінних процесах. У тваринному організмі його зміст залежить від його рівня в кормових рослинах і грунтах. Концентрація кобальту в рослинах пасовищ і лугів в середньому становить 2,2 · 10 -5 -4,5 · 10 -5% на суху речовину. Здатність до накопичення цього елементу у бобових вище, ніж у злакових та овочевих рослин. У зв'язку з високою здатністю до концентрації кобальту морські водорості за його змістом мало відрізняються від наземних рослин, хоча в морській воді його значно менше, ніж у грунтах. Кобальт бере участь у ферментних системах бульбочкових бактерій, які здійснюють фіксацію атмосферного азоту; стимулює зростання, розвиток і продуктивність бобових і рослин ряду інших сімейств. У мікродозах кобальт є необхідним елементом для нормальної життєдіяльності багатьох рослин і тварин. Разом з тим підвищені концентрації сполук кобальту є токсичними.
Кобальт застосовують у сільському господарстві як мікродобрива - добрива, що містять мікроелементи (В, Cu, Mn, Zn, Со та ін), тобто речовини, які споживаються рослинами в невеликих кількостях.
Вапнування грунтів знижує засвоюваність рослинами кобальту. Так само впливає надлишок марганцю і заліза в грунтах; навпаки, фосфор підсилює надходження кобальту в рослини.
Застосування кобальтових солей (сірчанокислого кобальту) в якості добрив, як виявилося, сприяє прискоренню дозрівання ячменю, підвищує врожай насіння червоної конюшини, збільшує вміст жиру в насінні льону. Під впливом кобальту підвищується врожайність цукрових буряків.
Внесення 300 г сірчанокислого кобальту на 1 га значно підвищує врожай винограду: вага ягід збільшується на 35%, цукристість - на 14%, кислотність знижується на 10%.
М. Я. Школяр пропонує вносити кобальт в якості добрив в наступних дозах: внесення в грунт перед посівом - 2-6 кг на 1 га; внесення до міжряддя у вигляді підживлення - 0,5 кг на 1 га; позакореневе живлення-0,1 -відсотковий розчин; намочування насіння - 0,1-процентний розчин. При внесенні кобальтових добрив з літака застосовується подрібнений сірчанокислий кобальт у дозі 1,415 кг на 1 га.
Крім чистих хімічних сполук кобальту, в якості добрив можуть бути також використані продукти переробки шлаків нікелевого виробництва і колчеданних недогарків.
Молібден
Середній вміст молібдену в грунтах складає 0,0003%, у вивержених породах - 0,000154%, в осадових породах -0,00024%. Найбільше молібдену знаходиться в болотистих грунтах і в грунтах тундр. Багатство грунтів органічними речовинами обумовлює низький окислювальний потенціал середовища.
Найбільш розчинні у воді і доступні для рослин сполуки Мо 6 у нейтральній і слабощелочной середовищі. На кислих грунтах молібден мало доступний рослинам, тому в таких умовах позначається позитивно внесення молібденових добрив. Вплив молібдену залежить від багатьох факторів: на кислих грунтах ефект молібдену залежить від утримання рухомого алюмінію (чим більше алюмінію, тим вище ефект молібдену). Між молібденом і марганцем спостерігається зворотна залежність-надлишок марганцю викликає недолік молібдену, і, навпаки, присутність молібдену покращує стан рослин (льону), хворих на туберкульоз на кислих грунтах від надлишку марганцю. Антагоністична залежність спостерігається також між молібденом і міддю (молібден витісняє мідь).
Молібден особливо важливий для бобових рослин; він концентрується в бульбочках бобових, сприяє їх утворенню та росту і стимулює фіксацію бульбочкових бактерій атмосферного азоту. Входячи до складу ферменту нітраторедуктази (що є за своєю будовою молібдофлавопротеіном), молібден відновлює нітрати у вищих і нижчих рослин і стимулює синтез білка в них. Тому в умовах нестачі молібдену в рослинах накопичуються нітрати, одночасно зменшуються азотистая розчинна фракція і рівень азотистої білкової фракції. Молібден і марганець, мабуть, каталізують окремі реакції, кожна з яких впливає на концентрацію амінокислот - проміжних продуктів білкового обміну. Молібден активує реакцію, що веде від нітратів до утворення амінокислот, тоді як марганець, мабуть, активує подальші фази перетворення амінокислот у білки.
Молібден надає позитивний вплив не тільки на бобові рослини, а й на кольорову капусту, томати, цукровий буряк, льон та ін Рослини-індикатори нестачі молібдену можуть бути томати, качанова капуста, шпинат, салат, лимони.
Молібден необхідний не тільки для процесу синтезу білків у рослинах, але і для синтезу вітаміну С і каротину, синтезу і пересування вуглеводів, використання фосфору.
Хвороби молібденової недостатності:
- Хвороба ниткоподібними цвітної капусти. Виражається в зменшенні листової пластинки. Вражає рослини на кислих грунтах: вапнування може запобігти появі хвороби. Описана переважно в Австралії та Новій Зеландії.
- Жовта плямистість цитрусових (рис.1). Виражається в появі жовтих плям на листках, швидко обпадають. При цьому значно зменшується кількість плодів. Захворювання спостерігається у Флориді (США).
Застосовуються різні способи внесення молібдену в якості добрива. Так, урожай і цукристість цукрових буряків збільшуються при

Рис. 1. «Жовта плямистість» грейпфрута - хвороба нестачі молібдену.
внесення в грунт шляхом підживлення в міжряддя на 0,5 кг з 1 га, при безпосередньому внесення в грунт-на 2,8 кг з 1 га. Те ж було встановлено названим автором при вивченні дії молібдену (молібденовокислого амонію) на врожай насіння червоної конюшини. На неізвесткованной грунті ефект молібдену значно більш виражений.
Зважаючи на високу вартість молібденових солей рекомендують застосування передпосівної обробки насіння - 0,8 г / л. При цьому методі потреба в молібденових солях зменшується у сотні разів. Для позакореневого живлення потреба в молібдати амонію становить 600 л 0,03-0,05-відсоткового розчину на 1 га.
НІКЕЛЬ
Вміст нікелю в грунтах становить 0,004%, в природних поверхневих водах - 0,000 000 34%. У рослинах в середньому міститься 0,00005% на живу вагу (в залежності від виду рослини, місцевості, грунту, клімату та ін.) Рослини в районі нікелевих родовищ можуть нагромаджувати в собі значні кількості нікелю. При цьому спостерігаються явища ендемічного захворювання рослин, наприклад потворні форми айстр, що може бути біологічним і видовим індикатором в пошуках нікелевих родовищ. Морфологічно змінені анемони у збагачених нікелем біогеохімічних провінціях концентрують нікель у 30-кратному розмірі; підвищений вміст нікелю у грунтових розчинах і в грунтах Південного Уралу, збагачених нікелем в 50-кратному розмірі, є причиною появи потворних форм у сон-трави (сімейство Лютикова) і грудниці (сімейство складноцвітих).
Критичні значення концентрації нікелю в поживному розчині-1, 5 мг / кг і в сухій масі ячменю, вирощеного на такому середовищі - 26 мг / кг. Токсичний рівень цього елемента в листках рослин починається з перевищення 1,0 мг / кг сухої маси.
При засвоєнні нікелю рослинами відбувається взаємодія з містяться в грунті залізом, кобальтом, хромом, магнієм, міддю, цинком, марганцем, при цьому іони марганцю і магнію не інгібують, а іони кобальту, міді, заліза і цинку - інгібують абсорбцію нікелю на 25-42 %. Існують вказівки на те, що рослини, які ростуть на серпентінових грунтах, не виявляють ознак токсичного впливу, що ушкоджує нікелю, у випадках, якщо співвідношення мідь: нікель дорівнює або більше 1, або співвідношення залізо: нікель дорівнює або більше 5. Серед рослин існує різниця в чутливості по відношенню до впливу нікелю. Токсичні рівні нікелю в листі рослин (млн -1 сухої маси): рис 20-25, ячмінь 26, види твердої деревини 100-150, цитрусові 55-140, бур'яни 154. Типові симптоми пошкоджуючого токсичної дії нікелю: хлороз, поява жовтого фарбування з наступним некрозом, зупинка росту коренів і появи молодих пагонів або паростків, деформація частин рослини, незвичайна плямистість, в деяких випадках - загибель всієї рослини.
МАРГАНЕЦЬ
Марганець знаходиться в грунтах в середньому у кількості 0,085%. Однак в окремих випадках при високому загальному змісті марганцю в грунтах кількість засвоюваних його форм, які переходять в солянокислий або сольову форму, може бути явно недостатньо. У середньому розчинна частина Мn в грунті становить 1 -10% від загального його вмісту.
Кисла реакція грунту (при рН нижче 6,0) сприяє засвоєнню рослинами Мn 2 +; слаболужна реакція (рН вище 7,5) стимулює утворення гідрату Мn (ОН) 2, важко засвоюваного рослинами.
Рухливість марганцю в орному шарі також визначається буферність грунтів по відношенню до кислот, що залежить від суми обмінних основ (переважно Са і Mg) у них. При високій буферності грунтів рухливість Мn 2 + зменшується. При низькій буферної ємності грунтів рухливість марганцю вище. Марганець мобілізує фосфорну кислоту грунту. Цілий ряд грунтових мікроорганізмів, що беруть участь у засвоєнні рослинами атмосферного азоту, посилюють свою активність під впливом марганцю.
Середній вміст марганцю в рослинах одно 0,001%. Марганець служить каталізатором процесів дихання рослин, бере участь у процесі фотосинтезу. Виходячи з високого окислювально-восстановітелиюго потенціалу марганцю можна думати, що марганець відіграє таку ж роль для рослинних клітин, як залізо - для тварин.
Марганець входить до складу або є активатором ряду ферментативних систем; регулює відношення Fe 2 + ↔ Fe 3 +, тим самим впливаючи на окислювально-відновні процеси, що відбуваються за допомогою заліза.
Марганець посилює гідролітичні процеси, в результаті чого зростає кількість амінокислот, сприяє просуванню асимілятів, що утворюються в процесі фотосинтезу від листя до коренів та іншим органам. За даними П. А. Власюка, марганець при нітратної харчуванні рослин поводиться як відновник, тоді як при аміачному - як окислювач. Завдяки цьому за допомогою марганцю можна впливати на процеси сахарообразованія і синтезу білків.
Сприятливий вплив марганцю на ріст і розвиток рослин очевидно; так, І. В. Мічурін помітив, що у гібридних сіянців мигдалю під впливом марганцю термін першого плодоношення прискорюється на 6 років. Цей факт став першим описаним в літературі випадком чудового прискорення росту і дозрівання рослин під впливом мікроелементів.
При нестачі марганцю в грунтах (низький вміст яких несприятливих умовах для засвоєння його рослинами) виникають захворювання рослин, що характеризуються загалом появою на листі рослин хлоротичними плям, які в подальшому переходять у вогнища некрозу (відмирання). Зазвичай при цьому захворюванні відбувається затримка росту рослин і їх загибель. У різних видів рослин захворювання марганцевої недостатністю має свої специфічні прояви та отримало відповідні назви.
- Cерая плямистість злаків спостерігається у вівса, ячменю, пшениці, жита, кукурудзи. Характеризується появою на листі вузької поперечної лінії в'янення. Листя загинаються по лінії в'янення і звішуються вниз. У кукурудзи на листках з'являються окремі хлоротичними плями, надалі відмирають, що веде до утворення отворів на листі. Хвороба поширена зазвичай на лужних грунтах при високим вмісті гумусу.
- Хвороба цукрового очерету - на молодих листках з'являються довгі білуваті смуги хлоротичними ділянок, надалі червоніючі; на цих місцях настає розрив листя. Вміст марганцю в листі різко падає; спостерігаються лише сліди (замість 0,003% в нормі). Захворювання рослин розвивається на лужних і нейтральних грунтах. Внесення в грунт сірки, суперфосфатів (речовин, підкисляє грунт і підвищують вміст доступного марганцю) виліковує або попереджає назване захворювання.
- Плямиста жовтяниця цукрових буряків, а також кормової, столового буряка і шпинату. У просторах між жилками листя з'являються жовті хлоротичними ділянки; краї листя загортаються догори. Вміст марганцю в тканинах хворих рослин різко зменшується: у здоровому аркуші цукрових буряків зазвичай 181 мг марганцю на 1 кг сухої речовини, а у хворому - лише 13 мг на 1 кг.
- Болотна плямистість насіння гороху. Уражаються як листя (легкий хлороз), так і, головним
чином, насіння гороху. На насінні з'являються коричневі або чорні плями; на внутрішній поверхні сім'ядолей утворюються порожнини. Поруч з хворими можуть знаходитися і здорове насіння.
- Хвороби плодових рослин проявляються в хлорозе листя (біля головної жилки), переважно старих (недостатність заліза проявляється головним чином на молодих листках). Відмирають гілки, світлішають плоди. Сильніше за все уражається груша; вишня і яблуня - менше.
- Плямистість листя Тунг. Захворювання зустрічається переважно в США. При низькому вмісті обмінного марганцю в грунтах, на листі між жилками з'являються хлоротичними ділянки, що розростаються в плями.
Зустрічається також сіра плямистість полуниці та інші захворювання.
Явище недостатності марганцю у рослин у вигляді наведених вище специфічних захворювань спостерігається при значному дефіциті марганцю в грунтах, однак і при відносному нестачі рухомого марганцю можуть спостерігатися «стерті» форми недостатності, які проявляються у затримці росту, зменшення врожайності і т. п.
Збагачення рослин марганцем веде до поліпшення росту, плодоношення дерев і врожайності багатьох культур, що знайшло практичне використання. Як добрив застосовують відходи марганцеворудної промисловості, відходи виробництва сірчаної кислоти та ін
Марганцеві відходи мають перевагу перед чистими марганцевими солями: вони використовуються рослинами поступово і діють більш ефективно. Доза добрив залежить від джерела отримання відходів і від виду рослин.
Внесення марганцевих відходів у грунт у якості добрив позитивно позначається на врожайності цукрових буряків, озимої пшениці, кукурудзи, картоплі, овочевих культур та інших культур, зменшує полегаемость рослин. Крім звичайного внесення марганцевих добрив у грунт, застосовують і інші методи використання марганцю, при яких виключаються несприятливі умови засвоюваності марганцю з грунтів.
Надлишок марганцю, так само як і його недолік, несприятливо позначається на рослинах.
Л. П. Виноградов відомстив значні морфологічні зміни у рослин, які ростуть на багатих грунтах марганцем (наприклад в Чіатури).
За даними Л. Я. Леванідова, існують рослини, здатні в значній мірі накопичувати марганець; такі рослини називають манганофіламі. Здатність концентрувати марганець не обов'язково властива всім видам даного роду і не пов'язана з систематичним положенням рослини. Концентраторами марганцю є жовтець золотистий, полин лікарська, деякі папороті, сосна, береза, пасльонові.
Рослини-манганофіли активно витягають марганець з грунтів. Якщо рослини-манганофіли виростають на грунтах з малим вмістом легко засвоюється марганцю, то вони особливо страждають від його нестачі. Так, на чорноземі, бідному доступним марганцем, можуть виростати тільки такі рослини-манганофіли, як береза, мобілізуюча марганець своїми кислими кореневими виділеннями.
МІДЬ
Загальний вміст міді в грунтах становить близько 0,002%, причому на частку розчинної частини припадає близько 1% цієї кількості.
У грунтах зустрічаються кілька форм міді, в різній мірі засвоюваної рослинами:
а) водоорастворімая мідь, б) обмінна мідь, поглинена органічними та мінеральними колоїдами, в) важкорозчинні мідні солі, г) медьсодержащие мінерали, д) комплексні металоорганічні сполуки міді.
Рухливість міді і надходження її в рослини зменшуються при вапнуванні грунтів, зв'язуванні міді у вигляді органічних сполук і закріпленні грунтовим гумусом. Частина міді грунтів міцно пов'язана з грунтовими перегнійних кислотами - гумінової, креновая, апокреновой; в цій формі вона стає нерухомою і незасвоюваній для рослин.
Мідь утворює також комплексні сполуки з рядом органічних кислот - щавлевої, лимонної, малеїнової, бурштинової. Важливу роль у фіксації міді грають мікроорганізми грунту.
Кількість воднорастворімие доступною міді визначає в основному умови життя рослин в даній місцевості. Рослини багатих міддю грунтів збагачуються названим елементом, причому деякі види набувають стійкості навіть до дуже високих концентрацій цього металу.
Мідь необхідна для життєдіяльності рослинних організмів. Майже вся мідь листя зосереджена в хлоропластах і тісно пов'язана з процесами фотосинтезу; вона бере участь у синтезі таких складних органічних сполук, як антоціан, железопорфіріни і хлорофіл; мідь стабілізує хлорофіл, оберігає його від руйнування.
Мідь входить в якості структурного компонента у складі з'єднання з білком (медьпротеіда, що містить 0,3% міді), утворюючи окислювальний фермент поліфенолоксидази. Цей фермент вперше був виявлений в бульбах картоплі, шампіньйони, а в подальшому у складі більшості поширених рослин.
Хоча цей фермент може окислювати лише певні фенольні сполуки, проте присутність в рослинних тканинах поряд з оксидазой пірокатехіна або ортохінона дозволяє поліфенолоксидази брати участь в окисленні великої кількості органічних сполук.
Мідь сприяє синтезу в рослинах залізовмісних ферментів, зокрема пероксидази.
Встановлено позитивний вплив міді на синтез білків у рослинах і завдяки цьому - на водоутримуючу здатність рослинних тканин. Навпаки, при нестачі міді гідрофільність колоїдів тканин зменшується.
Очевидно, внаслідок цього мідь у вигляді добрив має значення для додання рослинам посухо-та морозостійкості, а також, можливо, стійкості до бактерійних захворювань.
Хвороби недостатності міді у рослин:
- Екзантема, чи суховершінность плодових дерев. Вражає цитрусові (рис. 2), а також яблуні, груші, сливи і маслини. У цитрусових листя досягає великих розмірів, молоді пагони згинаються, на них розвиваються здуття, потім тріщини. Уражені пагони втрачають листя і висихають. Крона дерев набуває Кустовидное форму. Плоди дрібні з бурими плямами і бородавками. Листя має спочатку яскраво-зелений колір, а в подальшому з'являється плямистість і хлороз.
У яблунь захворювання проявляється у відмиранні верхівок пагонів - настає в'янення і згортання листя. Краї листя стають ніби обпаленими. У персиків настає загибель пагонів, погіршується цвітіння і зав'язування плодів; на листках з'являються великі хлоротичними плями.
- «Хвороба обробки» трав'янистих рослин проявляється в підсиханні кінчиків листків, затримці у формуванні репродуктивних органів, пустозерністості колоса. При цьому захворюванні рослини кущаться і, не переходячи до стеблування, гинуть.

Рис. 2. Недолік міді у цитрусових ». Зліва - нормальний плід;
праворуч - дрібні хворі плоди з іржавими плямами і
розтріскуванням.
Уражаються «хворобою обробки» головним чином овес, ячмінь, пшениця, буряк, бобові, цибуля; менше-жито, гречка, конюшина. «Хвороба обробки» зустрічається переважно на болотистих грунтах і торфовищах; це захворювання називається також «хворобою освоєння», так як вона вражає овес, ячмінь, яру і озиму пшениці та інші злаки, а також льон, коноплі, махорку та інші культури на меліорованих грунтах .
На деяких торф'яних грунтах злаки у фазі молочної стиглості полегают, утворюючи коліна. У тканинах опуклої частини коліна окислювальні процеси (активність пероксидази, поліфенолоксидази, цитохромоксидази) протікають на більш високому рівні і в них міститься в 3 рази більше міді, ніж у протилежно розташованих тканинах.
«Хвороба обробки» не виникає, якщо в грунт вносять сернокислую мідь в кількості 25 кг на 1 га, що веде до наростання вмісту міді в рослинах (пшениці, жита, вівсі та інших злаках).
Застосування мідних добрив не тільки позначається на підвищенні врожайності, а й на якості сільськогосподарських продуктів. Так, кількість білка в зерні наростає, цукристість цукрових буряків збільшується, так само як відсоток виходу каучуку у кок-сагиз, вміст вітаміну С і каротину в плодах і овочах, поліпшуються технологічні якості волокна конопель. Під впливом мідних добрив підвищується стійкість озимої пшениці до вилягання.
ЦИНК
Середній вміст цинку в грунтах складає 0,005% з цієї кількості на частку розчинної цинку припадає не більше 1%.
Солонцюваті і солонцюваті грунти містять більше всього рухомого цинку (0,0087-0,014%), що пов'язано з високою дисперсністю солонцюватих грунтів і наявністю в них сполук цинку типу цінкатов натрію і калію. Проміжне становище за кількістю рухомих форм цинку займають чорноземи і сірі лісові грунти; найменше таких форм в підзолистих грунтах (0,00185-0,00241%). На кислих грунтах цинк більш рухливий і виноситься з грунтів у великих кількостях, тому на кислих грунтах частіше настає дефіцит цинку, на лужних грунтах цинк найменш рухливий.
У середньому в рослинах виявляється 0,0003% цинку. Залежно від виду, місцевості зростання, клімату і т. п. вміст цинку в рослинах дуже варіює.
Цинк є компонентом ряду ферментних систем. Він необхідний для утворення дихальних ферментів-цитохромів А і Б, цитохромоксидази (активність якої різко падає при недостатності цинку), входить до складу ферментів алкогольдегідрази і гліцілгліціндіпептідази. Цинк пов'язаний з перетворенням містять сульфгідрильні групи сполук, функція яких полягає в регулюванні рівня окислювально-відновного потенціалу в клітинах. При нестачі цинку в вакуолях клітин нагромаджуються поліфеноли, фітостерини, лецитин як продукти неповного окислення вуглеводів і білків; в листі виявляється більше редукуючих цукрів і фосфору і менше сахарози і крохмалю. При відсутності цинку порушується процес фосфорилювання глюкози. Недолік цинку веде до значного зменшення в рослинах ростового гормону - ауксину.
Цинк є складовим компонентом ферменту карбоангідрази. Входячи до складу карбоангідрази, цинк впливає на найважливішу фотохімічну реакцію «темнової» утилізації вуглекислого газу рослинами і на процес виділення СО 2, тобто на процес дихання рослин. Рослини, що розвиваються в умовах недостатності цинку, бідні хлорофілом, навпаки, листя, багаті хлорофілом, містять максимальні кількості цинку. У зеленому листі цинк, можливо, пов'язаний з порфиринами.
Під впливом цинку відбувається збільшення вмісту вітаміну С, каротину, вуглеводів і білків у ряді видів рослин, цинк посилює ріст кореневої системи і
позитивно позначається на морозостійкості, а також жаро-, посухо-і солестійкості рослин. Сполуки цинку мають велике значення для процесів плодоношення.
Горох, сорго і боби у водних культурах не дають насіння при концентрації цинку в середовищі 0,005 мг на 1 л і нижче. З підвищенням концентрації цинку в живильній суміші відповідно число насіння збільшується.
У місцевостях поблизу цинкових покладів виростає так звана галмейская флора - рослини, збагачені цинком.
Хвороби недостатності цинку поширені переважно серед плодових дерев; можуть хворіти також хвойні рослини і кукурудза. Найголовніші з цих хвороб недостатності наступні:
- Мелколистного, або розеткова хвороба, листопадних дерев. Вражає яблуні, груші, сливу, персики, абрикос, мигдаль, виноград (рис. 3), вишню. На хворому рослині навесні утворюються укорочені пагони з розеткою дрібних скрученого листя. На листі-явища хлорозу. Плоди дрібні і деформовані, часто взагалі не з'являються. Через 1-2 роки пагони відмирають.

Рис. 3. Недолік цинку у винограду. Праворуч-маленькі понівечені ягоди і викривлені кисті, зліва - нормальна кисть.
Захворювання виліковується безпосередньо введенням в стовбури хворих дерев сірчанокислого цинку в кристалічному вигляді, внесенням у грунт сполук стусана, обприскуванням рослин розчином цинкових збреши.
При рясному розвитку мікроорганізмів па деяких грунтах вони можуть значною мірою поглинати цинк і створювати умови цинкового голодування для вищих рослин. Стерилізація грунтів, вбиваючи мікроби і, можливо, руйнуючи з'єднання, у вигляді яких цинк виявляється у зв'язаному стані, ставлять вищі рослини в умови більш повної забезпеченості цинком.
- Плямистість листя цитрусових, «крапчастість». Між жилками листя з'являються жовті ділянки, тому листя набувають плямистий вигляд. Зелене забарвлення зберігається лише у підстави листя, інша частина стає білою. Листя і коренева система перестають рости, і рослини гинуть.
- Бронзовість листя тунгове. Листя набувають бронзову забарвлення, окремі ділянки відмирають. З'являються замість тих, хто гине нове листя деформовані. Хворі дерева мало стійкі проти морозів.
- Розеткова хвороба сосни. Хвоя на кінцях пагонів набуває бронзову забарвлення.
- Побіління верхівки кукурудзи. Між жилками листа з'являються світло-жовті смуги, розвиваються некротичні плями і отвори. Новонарастающіе листя має блідо-жовтий колір.
Цинкові добрива з успіхом використовуються для підвищення врожайності ряду культур: цукрових буряків, озимої пшениці, вівса, льону, конюшини, соняшнику, кукурудзи, бавовника, цитрусових, інших плодових, деревних та декоративних рослин.
Деякі рослини особливо чутливі на цинкові добрива. При використанні мінеральних добрив, що містять 20 кг сірчанокислого цинку на 1 га, спостерігається більший урожай зерна кукурудзи, ніж від застосування будь-удобрительной суміші без цинку. При цьому кукурудза, хвора «побілінням верхівки», повністю одужує - зникає хлороз, з'являються нормальні зелене листя.
Висновок
Важкі метали (Cu, Ni, Со, Pb, Sn, Zn, Cd, Bi, Sb, Hg) відносяться до мікроелементів. Тобто хімічних елементів, присутніх в організмах в низьких концентраціях (звичайно тисячні частки відсотка і нижче). Хімічні елементи, які, входячи до складу організмів рослин, тварин і людини, беруть участь у процесах обміну речовин і володіють вираженою біологічною роллю. Потужне вплив мікроелементів на фізіологічні процеси і організмі пояснюється тим, що вони вступають в найтісніший зв'язок з біологічно активними органічними речовинами - гормонами, вітамінами. Вивчено також їх зв'язок з багатьма білками і ферментами.
Мікроелементів, незважаючи на їх мале кількісний вміст в організмах, належить значна біологічна роль. Крім загального сприятливого впливу на процеси росту і розвитку, встановлено специфічний вплив ряду мікроелементів на найважливіші фізіологічні процеси - наприклад, фотосинтез у рослин.
Багато металів, переважно мікроелементи, в розчинах мають яскраво вираженим каталітичною дією. Це каталітичну дію мікроелементи проявляють і в живому організмі, особливо тоді, коли вони вступають у взаємодію з органічними речовинами, що містять азот.
Максимальну каталітичну активність метали як такі або, частіше, їх металоорганічні (органо-мінеральні) сполуки набувають, вступаючи в з'єднання з білками. Саме така будова мають багато біологічні каталізатори - ферменти. Крім значного підвищення активності, роль білкового компонента залежить від надання таких сполук, в основному ферментам, специфічності дії.
При взаємодії мікроелементів з білковими компонентами ферментів утворюються металлоензім.
Література
 
1) Добролюбський О.К. Мікроелементи і життя, М., 1956.
2) Дробков А.А. Мікроелементи і природні радіоактивні елементи в житті рослин і тварин. М., 1958.
3) Пейве Я Мікроелементи в сільському господарстві нечорноземної смуги СРСР. М., 1954.
4) Пейве Я Мікроелементи і
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Курсова
70.5кб. | скачати


Схожі роботи:
Шкідливий вплив важких металів на організм людини
Вплив важких металів на ріст розвиток та інші фізіологічні процеси у
Вплив важких металів на ріст розвиток та інші фізіологічні процеси у рослин
Огляд джерел утворення важких металів
Гігієнічне нормування вмісту важких металів в об`єктах навколишнього середовища
Розробка методики визначення ультрамікрограммових кількостей важких металів методом інверсійної
Тест-системи для індикації іонів важких металів в об`єктах навколишнього середовища
Вплив сім`ї на появу важких дітей
Вплив процесів деформування на поверхневий шар металів

Нажми чтобы узнать.
© Усі права захищені
написати до нас