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벨로루시 공화국 교육부
교육 기관
"모지르 주
교육 대학 그들. 아이피 샤미야킨"
생물학과
자연 관리 및 자연 보호과
분야별 교과과정
"식물의 생리학"
식물의 성장과 발달에 대한 미네랄의 영향
집행자:
보그다노비치 블라디미르 그리고리예비치
모지르 2011
소개
제1장 문헌고찰
1.3 인
1.6 칼슘
1.7 마그네슘
3.4 질소 결핍
3.5 인 결핍
3.6 황 결핍
3.7 칼륨 결핍
3.8 칼슘 결핍
3.9 마그네슘 결핍
결론
참조
소개
식물 미네랄
식물의 미네랄 영양 - 미네랄 염 이온의 형태로 토양에서 얻은 화학 원소의 식물에 의한 흡수, 이동 및 동화 과정의 집합입니다.
각 화학 원소는 식물의 삶에서 특별한 역할을 합니다.
질소는 단백질을 구성하는 빌딩 블록인 아미노산의 구성 성분입니다. 질소는 퓨린, 알칼로이드, 효소, 성장 조절제, 엽록소 및 세포막과 같은 다른 많은 화합물에도 포함되어 있습니다.
인은 인산 염(인산염)의 형태로 식물에 흡수되며 유리 상태 또는 혈장 및 핵을 구성하는 단백질 및 기타 유기 물질과 함께 식물에서 발견됩니다.
유황은 황산 염의 형태로 식물에 흡수되며 단백질과 에센셜 오일의 일부입니다.
칼륨은 혈장이 풍부한 젊은 기관뿐만 아니라 종자, 괴경과 같은 예비 물질 축적 기관에 집중되어 있으며 아마도 세포 수액의 산성 반응을 중화시키는 역할을하며 turgor에 관여합니다.
마그네슘은 칼륨과 같은 위치에 있는 식물에서 발견되며 또한 엽록소의 일부입니다.
칼슘은 성인 기관, 특히 잎에 축적되어 식물에 해로운 옥살산의 중화제 역할을 하며 다양한 염류의 독성 영향으로부터 식물을 보호하고 기계적 막 형성에 참여합니다.
이러한 필수 요소 외에도 식물 성장을 자극하는 염화나트륨, 망간, 철, 불소, 요오드, 브롬, 아연, 코발트가 특히 중요합니다.
목적: 미네랄이 식물의 성장과 발달에 미치는 영향을 연구합니다.
1. 광물의 주요 유형과 식물의 성장 및 발달에 미치는 영향에 대한 자료를 연구합니다.
2. 식물 조직에서 미네랄 물질을 결정하는 방법을 숙지하십시오.
3. 식물의 미네랄 부족 및 과잉 증상 확인
제1장 문헌고찰
식물은 주기 시스템의 거의 모든 요소를 더 많거나 더 적은 양으로 환경에서 흡수할 수 있습니다. 한편, 식물 유기체의 정상적인 수명주기에는 특정 그룹의 기본 영양 요소 만 필요하며 식물의 기능은 다른 화학 요소로 대체 될 수 없습니다. 이 그룹에는 다음 19개 요소가 포함됩니다.
이러한 주요 영양소 중 C, H 및 O는 주로 CO 2, O 2 및 H 2 O의 형태로 식물에 들어가기 때문에 16개만 실제로 미네랄입니다. 원소 Na, Si 및 Co는 필요하기 때문에 괄호 안에 표시됩니다. 모든 고등 식물은 아직 설립되지 않았습니다. 나트륨은 가족의 일부 종에 의해 비교적 많은 양으로 흡수됩니다. 체노포디과(Chenopodiaceae), 특히 사탕무뿐만 아니라 염분 조건에 적응한 종, 이 경우 필요하다. 특히 곡물의 짚에 다량 함유되어 있는 규소는 쌀의 경우에도 마찬가지입니다.
처음 4개의 원소인 C, H, O, N을 유기물질(organogen)이라고 합니다. 탄소는 조직 건조 질량의 평균 45%, 산소는 42, 수소는 6.5, 질소는 1.5이며 모두 합하면 95%입니다. 나머지 5%는 회분(P, S, K, Ca, Mg, Fe, Al, Si, Na 등)이다. 식물의 무기질 조성은 일반적으로 식물의 유기물을 태운 후 남은 회분을 분석하여 판단한다. . 식물의 광물 성분(또는 그 산화물)의 함량은 일반적으로 건조 물질 질량의 백분율 또는 회분 질량의 백분율로 표시됩니다. 위에 나열된 회분 물질은 다량 영양소로 분류됩니다.
조직의 건조 질량의 0.001% 이하의 농도로 조직에 존재하는 요소를 미세 요소라고 합니다. 그들 중 일부는 대사에서 중요한 역할을 합니다(Mn, Cu, Zn, Co, Mo, B, C1).
식물 조직에서 하나 또는 다른 요소의 함량은 일정하지 않으며 환경 요인의 영향으로 크게 변할 수 있습니다. 예를 들어, Al, Ni, F 및 기타 물질은 식물에 축적되어 독성 수준까지 발생할 수 있습니다. 고등 식물 중에는 이미 언급했듯이 Na 및 Ca와 같은 요소의 조직 함량이 크게 다른 종이 있습니다. 클로버), 칼슘 공포증 (루팡, 흰 수염, 밤색 등). 이러한 특정 특징은 종의 서식지 및 기원지에서 토양의 특성, 이러한 요소가 식물의 신진대사에서 수행하는 특정 유전적으로 고정된 역할 때문입니다.
잎은 미네랄 성분이 가장 풍부하며 재는 건조 물질 질량의 2~15%입니다. 나무 줄기에서 최소 회분 함량(0.4--1%)이 발견되었습니다.
질소는 1772년 스코틀랜드의 화학자, 식물학자, 의사인 D. Rutherford에 의해 호흡과 연소를 지원하지 않는 기체로 발견되었습니다. 따라서 그는 "무생물"을 의미하는 질소라고 불 렸습니다. 그러나 질소는 단백질, 핵산 및 많은 중요한 유기 물질의 일부입니다. 아미노산, 비타민 등 대체 불가능한 질소 함유 화합물의 부족을 제거하는 것은 인류의 식량 프로그램에서 가장 심각한 문제입니다.
질소는 자연에서 가장 널리 퍼진 원소 중 하나입니다. 지구의 주요 형태는 암석권의 결합 질소와 대기의 기체 분자 질소(N 2 )로, 질량 기준으로 공기의 75.6%를 구성합니다. 계산에 따르면 대기 중 N 2 매장량은 4 * 10 15 톤으로 추정되며 지표면 1m 2 이상의 공기 기둥에는 8톤의 질소가 포함되어 있습니다. 그러나 분자 질소 자체는 고등 식물에 동화되지 않고 질소 고정 미생물의 활동을 통해서만 접근 가능한 형태로 전환될 수 있습니다.
암석권의 결합 질소 매장량도 상당하며 18 * 10 15 톤으로 추산됩니다. 그러나 지구 암석권 질소의 극소량만이 토양에 집중되어 있으며 전체 매장량의 0.5~2%만이 암석권에 있습니다. 토양은 식물에 직접 제공됩니다. 평균적으로 경작 가능한 chernozem 1 헥타르에는 식물이 사용할 수있는 질소가 200kg 이하이며 포드 졸에서는 그 양이 3-4 배 적습니다. 이 질소는 주로 NH 4 + - 및 NO 3 - 이온의 형태로 존재합니다.
질소 고정 미생물. 생물학적 질소 고정을 수행하는 미생물은 두 가지 주요 그룹으로 나눌 수 있습니다. a) 자유 생활 질소 고정제 및 b) 고등 식물과 공생하는 미생물.
자유생활을 하는 질소고정제인 종속영양생물은 탄수화물 영양원을 필요로 하므로 종종 셀룰로오스 및 기타 다당류를 분해할 수 있는 미생물과 관련이 있습니다. Azotobacter와 Beijerinckia 속의 박테리아는 일반적으로 고등 식물의 뿌리 표면에 정착합니다. 이러한 연관성은 박테리아가 뿌리에서 분비된 산물을 탄소원으로 근권으로 사용한다는 사실에 의해 설명됩니다.
최근 남조류, 특히 Tolypothrix tenius에 많은 관심이 집중되고 있다. 이들로 논을 비옥하게 하면 쌀 생산량이 평균 20% 증가합니다. 일반적으로 자유 생활 질소 고정제의 농업적 가치는 그리 크지 않습니다. 온화한 기후에서 연간 질소 고정은 일반적으로 1ha 당 몇 킬로그램의 질소이지만 유리한 토양 조건 (예 : 다량의 유기 잔류 물)에서는 20-40kg N / ha에 도달 할 수 있습니다 .
공생 질소 고정제 그룹에는 주로 콩과 식물의 뿌리에 결절을 형성하는 Rhizobium 속의 박테리아와 일부 방선균 및 남조류가 포함됩니다. 현재, 공생적으로 질소를 동화할 수 있는 서로 다른 과의 약 190종의 식물 종이 있습니다. 여기에는 몇 가지 나무와 관목이 포함됩니다: 오리나무, 세레, 빨판, 바다 갈매나무 등. 오리나무 뿌리에서 자라는 결절과 콩과 식물이 아닌 일부에는 Frankia 속의 방선균이 서식합니다.
콩과식물과 공생하며 연간 평균 100~400kg N/ha의 고정력을 유지하는 Rhizobium 속의 결절 박테리아는 농업에서 가장 큰 관심을 받고 있습니다. 콩류 중에서 알팔파는 연간 500-600kg N/ha, 클로버 - 250-300, 루핀 - 150, 사료용 콩, 완두콩, 콩 - 50-60kg N/ha까지 축적할 수 있습니다. 작물 잔류물과 녹비로 인해 이 식물은 토양에 질소를 상당히 풍부하게 합니다.
토양의 질소 매장량은 다양한 방법으로 보충될 수 있습니다. 농작물을 재배할 때 광물질 비료의 적용에 많은 관심을 기울입니다. 자연 조건에서 주요 역할은 전문화된 미생물 그룹에 속합니다. 이들은 질소 고정제뿐 아니라 식물이 이용할 수 없는 식물 및 동물 잔류물의 유기 질소인 NH 4 + 또는 NO 3 형태로 광물화 및 전환할 수 있는 토양 박테리아와 토양 질소의 대부분을 차지하는 부식질 질소입니다.
토양에서 식물이 이용할 수 있는 질소의 함량은 유기 질소 광물화 및 질소 고정의 미생물학적 과정, 식물의 질소 흡수율 및 토양으로부터의 침출 속도뿐만 아니라 탈질 중 질소 손실에 의해 결정됩니다. NO 3 이온을 기체 N 2로 환원시킬 수 있는 혐기성 미생물에 의해 수행됩니다. 이 과정은 특히 논과 같이 습하고 침수되고 통기가 잘 되지 않는 토양에서 더욱 심합니다.
따라서 질소는 대기, 토양 및 생물체 사이를 순환하는 매우 불안정한 요소입니다.
1.3 인
인은 질소와 마찬가지로 식물에 필수적인 영양소입니다. 그것은 더 높은 산화물 PO 4 3-의 형태로 그들에 의해 흡수되고 유기 화합물에 포함되어 변하지 않습니다. 식물 조직에서 인의 농도는 식물의 건조 질량의 0.2~1.3%입니다.
식물에 이용 가능한 인 화합물의 형태
토양의 경작 가능한 층에 있는 인 매장량은 약 2.3 - 4.4 t/ha(P 2 O 5 기준)로 비교적 적습니다. 이 양 중 2/3는 오르토인산(H 3 PO 4)의 무기염에 해당하고 1/3은 인을 함유한 유기 화합물(유기 잔류물, 부식질, 피테이트 등)에 해당합니다. Phytates는 토양 유기 인의 최대 절반을 차지합니다. 대부분의 인 화합물은 토양 용액에 약간 용해됩니다. 이것은 한편으로 침출로 인한 토양에서 인의 손실을 줄이지만 다른 한편으로는 식물이 사용할 가능성을 제한합니다.
경작지 층에서 인의 주요 천연 공급원은 토양 형성 암석의 풍화 작용으로 주로 인회석 3Ca 3 (PO 4) 2 * CaF 2 등의 형태로 발견됩니다. 칼슘과 마그네슘의 삼치환된 인 염 그리고 철과 알루미늄 세스퀴옥사이드의 염(산성 토양의 FePO 4 , AIPO 4)은 잘 녹지 않으며 식물이 거의 이용할 수 없습니다. 칼슘 및 마그네슘의 이치환 및 특히 단일치환된 염, 특히 1가 양이온의 염 및 유리 오르토인산은 물에 용해되며 식물이 토양 용액에서 인의 주요 공급원으로 사용합니다. 식물은 또한 일부 유기 형태의 인(인산당, 피틴)을 동화할 수 있습니다. 토양 용액의 인 농도는 낮습니다 (0.1 - 1 mg / l). 유기 잔류물과 부식질의 인은 토양 미생물에 의해 광물화되고 대부분이 난용성 염으로 전환됩니다. 식물은 식물에서 인을 얻어 이동성을 높입니다. 이것은 2가 양이온을 킬레이트화하고 근권을 산성화하여 HPO 4 3-> HPO 4 2-> HPO 4 -의 전환을 촉진하는 뿌리에 의한 유기산의 방출로 인해 달성됩니다. 일부 작물은 난용성 인산염을 잘 흡수합니다(루핀, 메밀, 완두콩). 식물의 이러한 능력은 나이가 들면서 증가합니다.
신진대사에 인의 참여
식물 조직에서 인은 유기 형태와 오르토인산 및 그 염의 형태로 존재합니다. 단백질(인단백질), 핵산, 인지질, 인산당 에스테르, 에너지 대사에 관여하는 뉴클레오티드(ATP, NAD + 등), 비타민 및 기타 여러 화합물의 일부입니다.
인은 인(C-O~P)의 고에너지 에테르 결합 형태이거나 뉴클레오시드 디-, 뉴클레오시드 트리포스페이트 및 폴리포스페이트의 피로포스페이트 결합 형태이기 때문에 세포의 에너지에 특히 중요한 역할을 합니다. 살아있는 세포에 저장됩니다. 이러한 결합은 가수분해의 높은 표준 자유 에너지(예: 글루코스-6-포스페이트 및 AMP의 경우 14kJ/mol, ADP 및 ATP의 경우 30.5, 포스포에놀피루베이트의 경우 62kJ/mol)를 갖습니다. 이것은 하나 또는 다른 인 에스테르 및(또는) 뉴클레오티드가 거의 모든 대사 경로에 관여할 정도로 에너지를 저장하고 사용하는 보편적인 방법이며, 아데닌 뉴클레오티드 시스템의 상태(에너지 전하)는 호흡을 제어하는 중요한 메커니즘입니다.
안정한 디에스테르 형태의 인산염은 핵산과 인지질 구조의 필수적인 부분입니다. 핵산에서 인은 뉴클레오사이드 사이에 다리를 형성하여 거대한 사슬로 결합합니다. 인산염은 인지질을 친수성으로 만들고 나머지 분자는 친유성으로 만듭니다. 따라서 막의 상 경계에서 인지질 분자는 극성으로 배향되어 인산염 말단이 바깥쪽으로 향하고 분자의 친유성 코어가 지질 이중층에 단단히 고정되어 막을 안정화합니다.
인의 또 다른 독특한 기능은 단백질 키나제에 의한 세포 단백질의 인산화에 참여한다는 것입니다. 이 메커니즘은 단백질 분자에 인산염을 포함하면 그 안에 전하가 재분배되고 결과적으로 구조와 기능이 변형되기 때문에 많은 대사 과정을 제어합니다. 단백질의 인산화는 RNA 및 단백질 합성, 세포 분열, 세포 분화 등과 같은 과정을 조절합니다.
식물에서 인의 주요 예비 형태는 피틴 - 이노시톨 인산(이노시톨 헥사포스페이트)의 칼슘-마그네슘 염입니다.
상당한 양의 피틴(건조 중량으로 0.5-2%)이 종자에 축적되어 전체 인의 최대 50%를 차지합니다.
xylem에 대한 뿌리의 흡수 영역에서 인의 방사상 이동은 symplast를 따라 발생하며 뿌리 세포의 농도는 토양 용액의 인산염 농도보다 수십 배에서 수백 배 높습니다. 목부를 통한 수송은 주로 또는 전체적으로 무기 인산염 형태로 수행됩니다. 이 형태로 잎과 성장 영역에 도달합니다. 인은 질소와 마찬가지로 기관 간에 쉽게 재분배됩니다. 잎 세포에서 체관으로 들어가 체관을 따라 식물의 다른 부분, 특히 성장 원뿔 및 발달 중인 과일로 운반됩니다. 인의 유사한 유출은 노화된 잎에서 발생합니다.
유황은 식물이 살아가는 데 필요한 주요 영양소 중 하나입니다. 그것은 주로 황산염 형태로 들어갑니다. 식물 조직의 함량은 상대적으로 낮고 건조 중량을 기준으로 0.2--1.0%에 달합니다. 유황의 필요성은 콩류 (알팔파, 클로버)와 같은 단백질이 풍부한 식물에서 높지만 유황 함유 겨자 기름을 대량으로 합성하는 십자화과과의 대표자에서 특히 두드러집니다.
유황은 무기 및 유기 형태로 토양에서 발견됩니다. 대부분의 토양에서 동식물의 유기 황이 우세하게 남아 있으며 토탄 토양에서는 전체 황의 100%까지 포함될 수 있습니다. 토양에서 황의 주요 무기 형태는 황산염이며, 이는 이온 형태의 토양 용액에서 CaSO 4 , MgSO 4 , Na 2 SO 4 염의 형태이거나 토양 콜로이드에 흡착될 수 있습니다. 염분 Na 2 SO 4 토양에서 황산염 함량은 토양 질량의 60%에 도달할 수 있습니다. 침수된 토양에서 황은 FeS, FeS 2 또는 H 2 S의 형태로 환원된 형태입니다. 온대 기후대의 토양에서 총 황 함량은 평균 0.005 - 0.040%입니다.
식물은 주로 황산염 형태로 황을 흡수합니다. 황산염의 막 횡단 이동은 H +와 함께 또는 HCO 3 - 이온과 함께 공동 수송으로 수행됩니다. 덜 산화된(SO 2 ) 또는 더 많이 환원된(H 3 S) 무기 황 화합물은 식물에 유독합니다. 환원된 황을 함유한 식물 및 유기 화합물(아미노산)은 매우 잘 인식되지 않습니다.
유황은 산화(무기 황산염 형태)와 환원의 두 가지 주요 형태로 식물에서 발견됩니다. 식물 기관에서 황의 산화 및 환원 형태의 절대 함량과 비율은 황산염 환원 및 동화 과정의 활성과 영양 배지의 SO 4 2- 농도에 따라 다릅니다.
식물에 의해 흡수된 황의 일부는 뿌리의 황산염 풀에 남아 있는데, CaSO 4 또는 대사 황산염의 형태일 수 있으며, 이는 환원된 황의 2차 산화의 결과로 새로 형성됩니다. 황산염의 주요 부분은 뿌리에서 목부 혈관으로 이동하고 증산 전류와 함께 어린 성장 기관으로 전달되어 신진 대사에 집중적으로 포함되어 이동성을 잃습니다.
잎에서 황산염과 환원된 형태의 황(황 함유 아미노산, 글루타티온)은 체관을 따라 위쪽으로 그리고 아래쪽으로 식물의 성장 부분과 저장 기관으로 이동할 수 있습니다. 종자에서 유황은 주로 유기 형태이며 발아 과정에서 부분적으로 산화 된 것으로 변합니다. 종자 성숙 동안 황산염의 환원과 황 함유 아미노산 및 단백질 합성이 관찰됩니다.
조직의 총 황 균형에서 황산염의 비율은 10~50% 또는 그 이상일 수 있습니다. 그것은 어린 잎에서 최소화되며 황 함유 단백질의 분해 과정이 강화되어 노화와 함께 급격히 증가합니다.
유황은 가장 중요한 아미노산인 시스테인과 메티오닌의 일부로, 식물에서 자유 형태와 단백질의 일부로 발견될 수 있습니다. 메티오닌은 10가지 필수 아미노산 중 하나로 황과 메틸기가 있어 독특한 성질을 가지고 있습니다.
단백질과 폴리펩타이드에서 황의 주요 기능 중 하나는 단백질의 3차원 구조를 지지하는 공유 결합, 수소 및 머캅타이드 결합의 형성에 SH 그룹의 참여입니다.
유황은 또한 가장 중요한 생물학적 화합물인 코엔자임 A와 비타민(리포산, 비오틴, 티아민)의 일부이며 이러한 화합물의 형태로 세포의 효소 반응에 참여합니다.
칼륨은 식물의 미네랄 영양의 가장 필수적인 요소 중 하나입니다. 조직 내 함량은 건조 중량을 기준으로 평균 0.5 - 1.2%입니다. 오랫동안 재는 칼륨의 주요 공급원으로 사용되었으며 이는 원소의 이름에 반영됩니다(칼륨은 칼륨 - 도가니 재라는 단어에서 유래함). 세포의 칼륨 함량은 외부 환경의 수준보다 100-1000 배 높습니다. 다른 양이온보다 조직에 훨씬 많습니다.
토양의 칼륨 매장량은 인의 함량보다 8~40배, 질소는 5~50배 많습니다. 토양에서 칼륨은 다음과 같은 형태로 발견될 수 있습니다. 광물의 결정 격자 구성, 콜로이드 입자의 교환 및 비교환 상태, 작물 잔류물 및 미생물 구성, 무기염 형태 토양 솔루션의.
최고의 영양 공급원은 용해성 칼륨 염입니다(토양 총 매장량의 0.5~2%). 이동성 형태의 칼륨이 소모됨에 따라 토양의 매장량은 교환 가능한 형태를 희생하여 보충될 수 있으며, 후자가 감소하면 교환할 수 없는 고정 형태의 칼륨을 희생하여 보충될 수 있습니다. 토양의 교대 건조 및 습윤뿐만 아니라 식물 및 미생물의 뿌리 시스템의 활동은 칼륨을 접근 가능한 형태로 전환시키는 데 기여합니다.
식물에서 칼륨은 분열 조직, 형성층, 어린 잎, 새싹, 새싹과 같은 높은 수준의 신진 대사를 특징으로 하는 젊고 성장하는 조직에 가장 많이 집중되어 있습니다. 세포에서 칼륨은 주로 이온 형태로 존재하며 유기 화합물에 포함되지 않고 이동성이 높아 쉽게 재활용됩니다. 오래된 잎에서 어린 잎으로의 칼륨 이동은 성장을 멈춘 식물 조직에서 이를 대체할 수 있는 나트륨에 의해 촉진됩니다.
식물 세포에서 칼륨의 약 80%가 액포에 포함되어 있습니다. 그것은 세포 수액 양이온의 대부분을 구성합니다. 따라서 칼륨은 특히 오래된 잎에서 비에 의해 식물에서 씻겨 나올 수 있습니다. 칼륨 기아 동안 엽록체의 층상-과립 구조가 교란되고 미토콘드리아의 막 구조가 혼란스러워집니다. 세포 칼륨의 최대 20%가 세포질의 콜로이드에 흡착됩니다. 밝은 곳에서 칼륨과 콜로이드의 결합 강도는 어두운 곳보다 높습니다. 밤에는 식물의 뿌리 계통을 통한 칼륨 방출도 관찰할 수 있습니다.
칼륨은 세포질 콜로이드의 수화 상태를 유지하여 수분 보유 능력을 조절하는 데 기여합니다. 단백질 수화의 증가와 세포질의 수분 보유 능력은 가뭄과 서리에 대한 식물의 저항을 증가시킵니다.
칼륨은 식물 전체에서 물을 흡수하고 운반하는 데 필수적입니다. 계산에 따르면 "하단 모터"의 작업, 즉 루트 압력은 수액에 칼륨 이온이 존재하기 때문에 3/4입니다. 칼륨은 기공이 열리고 닫히는 과정에서 중요한 역할을 합니다. 빛에서 기공의 보호 세포의 액포에서 칼륨 이온의 농도가 급격히 증가하여 (4-5 배) 물이 빠르게 유입되고 팽창이 증가하며 기공 균열이 열립니다. 어둠 속에서 칼륨은 보호 세포를 떠나기 시작하고 그 안의 팽창 압력이 떨어지고 기공이 닫힙니다.
칼륨은 식물에 의해 양이온으로 흡수되어 세포의 다양한 화합물과 약한 결합을 형성합니다. 이것이 아마도 이온 비대칭을 만들고 세포와 환경 사이의 전위차(막 전위)를 만드는 것이 칼륨인 이유일 것입니다.
칼륨은 양이온 중 하나입니다 - 효소 시스템의 활성제. 현재 60개 이상의 효소가 칼륨에 의해 다양한 정도의 특이성을 가지고 활성화되는 것으로 알려져 있습니다. 인산염의 유기화합물로의 혼입, 인산염기의 전이반응, 단백질 및 다당류 합성에 필요하며, 모든 플라빈 탈수소효소의 구성성분인 리보플라빈 합성에 관여한다. 칼륨의 영향으로 감자 괴경의 전분, 사탕무의 자당, 과일과 채소의 단당류, 식물 세포벽의 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 및 펙틴 물질의 축적이 증가합니다. 결과적으로 곡물 짚의 숙박에 대한 내성이 증가하고 아마와 대마에서 섬유 품질이 향상됩니다. 식물에 칼륨을 충분히 공급하면 곰팡이 및 박테리아 질병에 대한 저항성이 증가합니다.
1.6 칼슘
다른 식물 종의 총 칼슘 함량은 건조 중량 1g당 5-30mg입니다. 칼슘과 관련된 식물은 calciophiles, calciophobes 및 중성 종이라는 세 그룹으로 나뉩니다. 많은 칼슘에는 콩과 식물, 메밀, 해바라기, 감자, 양배추, 대마가 포함되어 있으며 곡물, 아마, 사탕무는 훨씬 적습니다. 쌍자엽 식물의 조직에서이 요소는 원칙적으로 외떡잎 식물보다 큽니다.
칼슘은 오래된 장기와 조직에 축적됩니다. 그 이유는 그 수송이 목부를 통해 이루어지고 재사용이 어렵기 때문이다. 세포가 노화되거나 생리 활성이 감소하면 칼슘이 세포질에서 액포로 이동하여 옥살산, 시트르산 및 기타 산의 불용성 염 형태로 침착됩니다. 생성된 결정질 내포물은 이 양이온의 이동성과 재사용을 방해합니다.
대부분의 재배 식물에서 칼슘은 영양 기관에 축적됩니다. 루트 시스템에서 그 내용은 공중 부분보다 낮습니다. 종자에서 칼슘은 주로 이노시톨-인산(피틴)의 염으로 존재합니다.
칼슘은 세포와 신체 전체의 대사에서 다양한 기능을 수행합니다. 그들은 막의 구조, 막을 통한 이온 흐름 및 생체 전기 현상, 세포 골격의 재배열, 세포 및 조직의 분극 과정 등에 대한 영향과 관련이 있습니다.
칼슘은 탈수소효소(글루타메이트 탈수소효소, 말산 탈수소효소, 포도당-6-인산 탈수소효소, NADP 의존성 이소시트르산 탈수소효소), b 아밀라제, 아데닐산 및 아르기닌 키나제, 리파제, 포스파타제와 같은 여러 세포 효소 시스템을 활성화합니다. 이 경우 칼슘은 단백질 소단위의 응집을 촉진하고 효소와 기질 사이의 다리 역할을 하며 효소의 알로스테릭 중심 상태에 영향을 줄 수 있습니다. 이온 형태의 과도한 칼슘은 산화적 인산화와 광인산화를 억제합니다.
중요한 역할은 막의 안정화에서 Ca 2 + 이온에 속합니다. 음으로 하전된 인지질 그룹과 상호 작용하여 막을 안정화하고 수동 투과성을 감소시킵니다. 칼슘이 부족하면 막의 투과성이 증가하고 파열과 분열이 나타나며 막 수송 과정이 중단됩니다.
뿌리 표면의 거의 전체 양이온 교환 능력은 칼슘과 부분적으로 H+에 의해 점유된다는 점에 주목하는 것이 중요합니다. 이것은 뿌리 세포로의 이온 진입의 주요 메커니즘에 칼슘이 관여함을 나타냅니다. 다른 이온이 식물에 유입되는 것을 제한함으로써 칼슘은 과도한 농도의 암모늄, 알루미늄, 망간 및 철 이온의 독성을 제거하고 염분에 대한 식물의 저항성을 증가시키며 토양 산성도를 감소시키는 데 도움이 됩니다. 토양의 함량이 상당히 높기 때문에 환경의 이온 구성의 생리적 균형을 만들 때 균형 이온으로 가장 자주 작용하는 것은 칼슘입니다.
대부분의 토양 유형은 칼슘이 풍부하며, 예를 들어 악천후 조건에서 뿌리 계통의 발달을 위반하여 이탄 습지에서 토양의 강한 산성 또는 염분과 함께 뚜렷한 칼슘 기아는 드뭅니다.
1.7 마그네슘
식물의 함량 측면에서 마그네슘은 칼륨, 질소, 칼슘 다음으로 4위입니다. 고등 식물에서 건조 중량 기준으로 평균 함량은 0.02 - 3.1%, 조류에서는 3.0 - 3.5%입니다. 특히 옥수수, 기장, 수수, 대마, 감자, 사탕무, 담배, 콩과 같은 단기 식물에 많이 있습니다. 신선한 잎 1kg에는 300~800mg의 마그네슘이 들어 있으며 그 중 30~80mg(1/10 부분)은 엽록소의 일부입니다. 특히 젊은 세포와 성장하는 조직, 생성 기관 및 저장 조직에 많은 마그네슘이 있습니다. caryops에서 마그네슘은 배유 및 껍질의 함량보다 몇 배 더 높은 배아에 축적됩니다(옥수수의 경우 건조 중량 기준으로 각각 1.6, 0.04 및 0.19%).
젊은 조직에서 마그네슘의 축적은 식물에서 상대적으로 높은 이동성에 의해 촉진되며, 이는 노화된 조직에서 2차 사용(재활용)으로 이어집니다. 그러나 마그네슘의 재사용 정도는 질소, 인, 칼륨에 비해 훨씬 낮다. 마그네슘의 쉬운 이동성은 식물에서 이 양이온의 약 70%가 유기산 및 무기산의 음이온과 관련되어 있다는 사실에 의해 설명됩니다. 마그네슘의 이동은 목부와 체관 모두에서 수행됩니다. 마그네슘의 일부는 식물을 통해 이동할 수 없는 불용성 화합물(옥살산염, 펙테이트)을 형성하고, 다른 부분은 거대분자 화합물에 의해 결합됩니다. 종자(배아, 껍질)에서 대부분의 마그네슘은 피틴 성분으로 구성되어 있습니다.
그리고 마지막으로 마그네슘의 약 10-12%는 엽록소의 일부입니다. 마그네슘의 이 마지막 기능은 독특합니다. 다른 어떤 원소도 엽록소에서 이를 대체할 수 없습니다. 마그네슘은 엽록소의 직접적인 전구체인 프로토포르피린 IX의 합성에 필요합니다.
빛에서 마그네슘 이온은 틸라코이드의 공동에서 엽록체의 기질로 방출됩니다. 기질의 마그네슘 농도가 증가하면 RDF-카르복실라제 및 기타 효소가 활성화됩니다. 기질에서 Mg 2 + 농도의 증가(최대 5mmol/l)는 CO 2에 대한 RDP 카르복실라제의 친화도 증가 및 CO 2 환원의 활성화로 이어진다고 가정합니다. 마그네슘은 효소의 형태에 직접적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 양성자 반대 이온으로서 세포질의 pH에 영향을 주어 최적의 작동 조건을 제공할 수 있습니다. 칼륨 이온도 유사하게 작용할 수 있습니다. 마그네슘은 광인산화 동안 여러 전자 전달 반응을 활성화합니다. NADP+ 환원, Hill 반응 속도, PS II에서 PS I로의 전자 전달에 필요합니다.
대사의 다른 영역에 대한 마그네슘의 작용은 대부분 효소의 작용을 조절하는 능력과 관련이 있으며 여러 효소에 대한 마그네슘의 중요성은 독특합니다. 일부 공정에서는 망간만이 마그네슘을 대체할 수 있습니다. 그러나 대부분의 경우 마그네슘(최적 농도에서)에 의한 효소의 활성화는 망간보다 높습니다.
마그네슘은 해당과정과 크렙스 회로의 많은 효소에 필수적입니다. 미토콘드리아에서는 결핍으로 인해 수의 감소, 모양의 위반 및 궁극적으로 크리스타의 소멸이 관찰됩니다. 해당작용의 12개 반응 중 9개는 금속 활성화제의 참여가 필요하고 그 중 6개는 마그네슘에 의해 활성화됩니다.
마그네슘은 에센셜 오일, 고무, 비타민 A 및 C의 합성을 향상시킵니다. 아스코르브산과 복합 화합물을 형성하여 산화를 지연시키는 것으로 추정됩니다. Mg2+는 리보솜과 폴리솜의 형성, 아미노산 활성화 및 단백질 합성에 필요하며 모든 공정에 최소 0.5mmol/l의 농도로 사용됩니다. 그것은 DNA 및 RNA 중합 효소를 활성화하고 핵산의 특정 공간 구조 형성에 참여합니다.
식물의 마그네슘 공급 정도가 증가함에 따라 유기 및 무기 형태의 인 화합물의 함량이 증가합니다. 이 효과는 아마도 인의 대사에 관여하는 효소의 활성화에서 마그네슘의 역할과 관련이 있을 것입니다.
식물은 주로 모래 토양에서 마그네슘 부족을 경험합니다. Podzolic 토양은 마그네슘과 칼슘이 부족하고 serozem이 풍부합니다. chernozems는 중간 위치를 차지합니다. 토양에서 수용성 및 교환 가능한 마그네슘 3--10%. 토양 흡수 복합체는 가장 많은 칼슘 이온을 함유하고 마그네슘은 2 위입니다. 식물은 토양 100g당 2mg 미만을 함유하는 경우 마그네슘 결핍을 경험합니다. 토양 용액의 pH가 감소함에 따라 마그네슘은 더 적은 양으로 식물에 들어갑니다.
제2장 재료 및 연구방법
2.1 광물 측정 방법
플랜트의 화학 원소 함량 측정에는 측정 자체에 선행하는 필수 절차로서 시료의 분해(소화) 단계가 포함됩니다.
생화학 적 분석의 경우 건식 및 습식 회분의 두 가지 방법이 주로 사용됩니다. 두 경우 모두 절차는 모든 원소의 광물화, 즉 하나 또는 다른 무기 용매에 용해되는 형태로의 변환을 보장합니다.
습식 회분은 질소와 인의 유기 화합물을 분해하는 주요 방법이며 경우에 따라 다른 많은 원소를 측정하는 데 더 신뢰할 수 있습니다. 붕소를 결정할 때는 대부분의 붕소 화합물이 물과 산성 증기로 휘발되기 때문에 건식 회분만 사용할 수 있습니다.
건식 회분법은 생물학적 물질의 거의 모든 거대 및 미량 원소의 함량 분석에 적용할 수 있습니다. 일반적으로 식물 샘플의 건식 회분은 450-500 ° C를 초과하지 않는 온도에서 도자기, 석영 또는 금속 도가니 (또는 컵)의 전기 머플로에서 수행됩니다. 석영 도가니가 가장 좋지만 내화 유리 또는 도자기로 만든 도가니 일반적으로 사용됩니다. 일부 특수 연구에는 백금 도가니가 필요할 수 있습니다. 연소 중 낮은 온도와 도가니 재료의 올바른 선택은 휘발로 인한 손실 및 염산에 잘 녹지 않는 것으로 결정되는 원소의 산화물 형성으로 인한 손실을 방지할 수 있습니다. 산화물은 도가니를 만드는 재료와의 반응에 의해 형성될 수 있습니다.
2.2 재의 미량화학적 분석
재료 및 장비: 잎, 씨앗, 나무를 태워서 얻은 재; 10% HCl 및 NH 3 용액, 점적기에 다음 염의 1% 용액: Na 2 HCO 3 , NaHC 4 H 4 O 6 , K 4 , 1% HNO 3 , 1% H 중 (NH 4) 2 MoO 4 2 SO 용액 4 ; 시험관, 직경 4-5cm의 유리 깔때기, 금속 주걱 또는 눈 주걱, 유리 슬라이드, 유리 막대, 냅킨 또는 여과지 조각, 종이 필터, 증류수가 담긴 와셔 또는 플라스크, 물 세척용 컵.
간략한 정보:
조직이 타면 유기 요소 (C; H; O; N)가 기체 화합물의 형태로 증발하고 불연성 부분 - 재가 남습니다. 다른 기관의 함량은 다릅니다. 잎 - 최대 10-15%, 종자 - 약 3%, 나무 - 약 1%. 재의 대부분은 살아 있고 활동적으로 기능하는 조직, 예를 들어 잎의 엽육에 있습니다. 그 세포에는 엽록소와 마그네슘, 철, 구리 등과 같은 요소를 포함하는 많은 효소가 포함되어 있습니다. 생체 조직의 높은 대사 활동으로 인해 상당한 양의 칼륨, 인 및 기타 요소도 포함되어 있습니다. 회분 함량은 식물이 자라는 토양의 구성과 나이 및 생물학적 특성에 따라 다릅니다. 식물 기관은 재의 양적 구성뿐만 아니라 질적 구성에서도 다릅니다.
미시화학적 방법을 사용하면 식물의 재에서 많은 요소를 감지할 수 있습니다. 이 방법은 재 성분과 상호 작용할 때 특정 색상이나 결정 모양이 다른 화합물을 생성하는 일부 시약의 능력을 기반으로 합니다.
진전
건조된 재료(나무 조각, 잎 및 으깬 씨앗)의 일부를 도가니에 넣고 약간의 알코올을 첨가하고 불을 켭니다. 절차를 2-3회 반복합니다. 그런 다음 도가니를 전기 스토브로 옮기고 탄 물질이 잿빛 회색이 될 때까지 점화합니다. 남은 석탄은 도가니를 머플로에 20분 동안 넣어 태워야 합니다.
Ca, Mg, P 및 Fe를 검출하려면 유리 눈 주걱으로 시험관에 회분의 일부를 추가하고 10% HCl 4ml를 채우고 더 잘 용해되도록 여러 번 흔들어야 합니다. 칼륨을 검출하려면 같은 양의 재를 증류수 4ml에 녹이고 작은 종이 필터를 통해 깨끗한 시험관에 여과해야합니다. 그런 다음 깨끗한 유리 슬라이드에 재추출물을 유리막대로 소량 떨어뜨린 후 10mm 거리에서 시약 한 방울을 떨어뜨리고 막대기로 두 방울을 점퍼로 연결합니다. (각 시약은 별도의 피펫으로 적용됩니다). 용액의 접촉 지점에서 반응 생성물의 결정화가 일어날 것입니다(두 방울의 혼합은 빠른 결정화로 인해 작은 비정형 결정이 형성되기 때문에 바람직하지 않습니다. 또한, 방울이 건조되면 초기 염의 결정이 형성될 수 있음 ).
그 후 여과지 조각으로 유리에 남아있는 용액의 방울을 제거하고 커버 슬립없이 현미경으로 결정을 검사합니다. 각 반응 후 유리 막대를 물로 헹구고 여과지로 닦아 건조시켜야 합니다.
칼륨을 검출하기 위해 1% 산성 타르타르산나트륨이 사용됩니다. 회 추출물과의 반응의 결과, 큰 프리즘 형태의 산성 타르타르산칼륨 KHC 4 H 4 O 6 결정이 형성됩니다. 반응 생성물은 산성 및 알칼리성 환경에서 용해되기 때문에 물에서 칼륨 추출물은 먼저 중화되어야 합니다. 반응은 다음 방정식에 따라 진행됩니다.
NaHC 4 H 4 O 6 + K + > KNS 4 H 4 O 6 v + Na + .
칼슘의 검출은 1% 황산으로 수행되며 반응은 다음 방정식에 따라 진행됩니다.
CaCl 2 + H 2 SO 4 > CaSO 4 v + 2HCl.
결과적으로 석고는 분리되거나 번들 된 침상 결정 형태로 형성됩니다.
마그네슘이 검출되면 재 추출물 한 방울에 10% 암모니아 용액 한 방울을 먼저 넣고 1% 인산나트륨 용액 한 방울과 다리로 연결합니다. 반응은 다음 방정식에 따라 진행됩니다.
MgCl 2 + NH 3 + Na 2 HPO 4 > NH 4 MgPO 4 v + 2NaCl.
인 - 암모니아 - 마그네시아 염은 직사각형, 날개, 모자 형태의 평평한 무색 결정 형태로 형성됩니다.
인의 검출은 질산에서 1% 몰리브덴산 암모늄을 사용하여 수행됩니다. 반응은 다음 방정식에 따라 진행됩니다.
H 3 PO 4 + 12 (NH 4) 2 MoO 4 + 21HNO 3 > (NH 4) 3 PO 4 * 12MoO 3 v + 21NH 4 NO 3 + 12H 2 O.
인-몰리브덴 암모니아는 황록색의 작은 덩어리 형태로 형성됩니다.
철을 검출하기 위해 동일한 양의 다른 기관(1-2ml)의 재 추출물을 두 개의 시험관에 붓고 파란색이 나타날 때까지 동일한 양의 1% 노란색 혈액 염을 첨가합니다. 프러시안 블루가 형성됩니다.
4FeCl 3 + 3K 4 > Fe 4 3 + 12KCl.
제3장 연구결과 및 분석
3.1 미네랄 결핍의 증상
미네랄 부족은 생화학적 및 생리학적 과정의 변화를 일으켜 형태학적 변화 또는 가시적인 증상이 종종 관찰됩니다.
때때로 결핍으로 인해 다른 증상이 나타나기 전에 성장이 억제됩니다.
눈에 보이는 결핍 증상. 미네랄 부족의 가장 중요한 결과는 성장 감소입니다. 그러나 가장 눈에 띄는 효과는 엽록소 생합성 감소로 인한 잎의 황변입니다. 잎은 결핍에 특히 취약한 것 같습니다. 미네랄이 부족하면 크기가 줄어들고 모양이나 구조가 바뀌며 색이 옅어지며 때로는 끝, 가장자리 또는 주맥 사이에 죽은 부분이 생기기도 합니다. 어떤 경우에는 잎이 다발이나 로제트 형태로 수집되고 솔잎은 때때로 분리되지 않고 "병합된 바늘"이 형성됩니다. 초본 식물의 특정 유형의 미네랄 결핍의 일반적인 증상은 줄기 성장의 억제와 잎의 성장 감소로, 종종 백화 패치 네트워크와 함께 작은 잎의 로제트가 생성됩니다. 다양한 요소의 결핍의 가시적인 증상은 매우 특징적이어서 숙련된 관찰자는 잎의 모양으로 결핍을 식별할 수 있습니다.
때로는 미네랄이 부족하여 나무가 과도한 양의 껌을 형성합니다. 이 현상을 호모시스라고 합니다. 새싹 주변의 수지 분비는 호주의 아연 결핍 소나무의 특징입니다. 껌은 구리 결핍으로 인한 역병으로 고통받는 과일 나무의 껍질에서도 발견됩니다. 심각한 결핍은 종종 잎, 새싹 및 기타 부분의 죽음을 초래합니다. 구리 부족으로 인한 새싹의 죽음은 많은 숲과 과일 나무에서 관찰되었습니다. 정단 싹이 죽으면 구리 결핍증으로 고통받는 사과 나무는 덤불이없고 둔한 모양을 얻습니다. 붕소의 결핍은 성장의 정점을 건조하게 하고 결국 감귤류와 소나무의 형성층의 죽음, 체관부의 죽음 및 다른 종의 과일의 생리학적 부패를 유발합니다. 하나의 요소가 부족하면 때때로 여러 가지 다른 증상이 나타납니다. 예를 들어 사과 나무의 붕소 결핍은 잎의 변형과 취약성, 체관 괴사, 나무 껍질 및 과일 손상을 유발합니다.
위황병. 다양한 요소가 부족할 때 관찰되는 가장 흔한 증상은 엽록소의 생합성을 위반하여 발생하는 백화현상입니다. 어린 잎과 오래된 잎의 백화 현상의 성질, 정도 및 심각성은 식물의 유형, 요소 및 결핍 정도에 따라 다릅니다. 대부분의 경우 백화 현상은 질소 부족과 관련이 있지만 철, 망간, 마그네슘, 칼륨 및 기타 요소의 결핍으로 인해 발생할 수도 있습니다. 더욱이, 백화증은 미네랄 결핍뿐만 아니라 너무 많거나 너무 적은 물, 불리한 온도, 독성 물질(예: 이산화황) 및 과도한 미네랄을 포함한 다양한 기타 불리한 환경 요인에 의해 발생할 수 있습니다. 엽록소는 엽록소가 전혀 없는 흰둥이부터 녹색을 띠는 묘목 또는 다양한 줄무늬와 잎 반점이 있는 묘에 이르기까지 다양한 색상의 식물이 나타나는 유전적 요인에 의해 발생할 수도 있습니다.
백화증을 유발하는 수많은 요인에 기초하여 일반적인 대사 장애와 개별 요소의 특정 영향 모두의 결과로 발생한다고 결론을 내릴 수 있습니다.
식물 발달에 가장 큰 장애를 일으키는 가장 흔한 유형의 황화증은 알칼리성 및 석회질 토양에서 자라는 많은 과일, 관상용 및 산림 나무에서 발견되는 것입니다. 이는 일반적으로 높은 pH 값에서 철에 접근할 수 없기 때문에 발생하지만 때때로 원인은 망간 결핍입니다.
속씨식물의 백화현상에서는 중엽과 소엽맥이 녹색을 유지하고 정맥 사이의 영역이 옅은 녹색, 노란색 또는 흰색이 됩니다. 일반적으로 가장 어린 잎이 백화현상의 영향을 가장 많이 받습니다. 침엽수에서 어린 바늘은 옅은 녹색 또는 노란색으로 변하고 결핍이 크면 바늘이 갈색으로 변하여 떨어질 수 있습니다.
철 결핍으로 인한 황화는 토양의 pH를 낮추어 부분적으로 또는 완전히 제거할 수 있습니다.
3.2 미네랄 결핍의 생리적 영향
미네랄 결핍의 가시적인 형태학적 효과 또는 증상은 다양한 내부 생화학적 또는 생리학적 과정의 변화의 결과입니다. 그러나 이들 간의 복잡한 관계로 인해 특정 요소의 결핍이 관찰된 효과를 유발하는 방법을 결정하기 어려울 수 있습니다. 예를 들어, 질소가 부족하면 새로운 원형질의 생합성 과정에 질소가 제대로 공급되지 않아 성장이 억제될 수 있습니다. 그러나 동시에 효소와 엽록소의 합성 속도가 감소하고 광합성 표면이 감소합니다. 이것은 광합성을 약화시켜 탄수화물과 함께 성장 과정의 공급을 악화시킵니다. 결과적으로 질소와 미네랄의 흡수율을 더 낮출 수 있습니다. 하나의 요소가 식물에서 여러 기능을 수행하는 경우가 많기 때문에 어떤 기능이나 기능의 조합이 방해를 받아 가시적인 증상을 유발하는지 판단하기가 쉽지 않습니다. 예를 들어 망간은 특정 효소 시스템을 활성화하는 것 외에도 합성에 필요합니다. 엽록소. 그것의 결핍은 일부 기능 장애를 일으킵니다. 질소 결핍은 일반적으로 광합성의 현저한 감소로 이어지지만 다른 요소 결핍의 영향은 그렇게 명확하지 않습니다.
미네랄이 부족하면 탄수화물의 생합성과 성장하는 조직으로의 이동이 모두 감소합니다. 결핍은 종종 광합성과 호흡에 다르게 영향을 미칩니다. 예를 들어, 심각한 칼륨 결핍은 광합성을 늦추고 호흡을 증가시켜 성장에 사용할 수 있는 탄수화물의 양을 줄입니다. 때로는 탄수화물의 움직임도 억제됩니다. 이 효과는 체관 괴사가 있는 붕소 결핍 나무에서 두드러집니다. 사용 가능한 탄수화물의 양이 감소한 결과 나무의 한 부분에서 조직의 성장률이 감소하지만 동시에 다른 부분에서 탄수화물이 축적될 수 있습니다. 때로는 예비 탄수화물 함량이 낮기 때문에 종자 형성이 감소합니다. 질소 비료의 풍부한 적용으로 너도밤나무와 설탕단풍나무의 종자 형성 과정이 크게 증가하고 건강한 종자의 비율과 단풍나무 종자의 건조 중량이 증가했습니다. 어린 유향 소나무의 콘과 종자 형성도 수정 후 급격히 증가했습니다. 나무에 미네랄이 부족하지 않은 경우 질소 비료를 다량으로 시비하면 식물 성장을 자극하여 과일과 씨앗의 형성을 줄일 수 있습니다.
3.3 과잉 미네랄
삼림 토양에는 미네랄 영양소가 과도하게 함유되어 있는 경우가 드물지만 과수원과 양묘장을 풍부하게 시비하면 때때로 해를 입히기에 충분한 염분 농도가 발생합니다. 또한 높은 염분 함량으로 인해 대부분의 식물 종이 존재할 수 없는 넓은 지역이 있습니다. 염분이 많이 함유된 물로 관수하는 것도 피해를 줍니다. 이는 삼투압의 증가, 식물에 불리한 pH 이동, 다양한 이온의 불균형 또는 이러한 요인의 조합으로 인한 것입니다.
토양 용액의 증가된 삼투압은 수분 흡수를 감소시키고, 잎의 수분 결핍을 증가시키며, 바람과 고온이 강한 증산을 일으키는 날에 건조로 인한 조직 손상을 초래합니다. 탈수가 길어지고 깊어지면 기공도 닫혀 광합성을 방해합니다. 토양의 높은 염 농도는 특히 모래 토양에서 뿌리의 합성 활동을 방해하는 plasmolysis에 의해 뿌리 손상을 일으킬 수 있습니다. 때때로 고농축 액체 비료가 잎에 적용되어 잎이 손상됩니다.
과도한 비료의 해로운 영향은 식물의 유형, 사용되는 비료의 유형 및 적용 시기에 따라 다릅니다.
과일과 관상용 나무의 과도한 비료는 때때로 나무와 관목이 서리가 내리기 전에 내한성을 얻을 시간이 없을 정도로 성장기를 연장합니다. 과도한 비료는 때때로 오래된 나무에 많은 가지, 꽃 및 과일의 형성을 자극합니다. 과도한 시비에 대한 다른 유형의 식물 반응에는 근막 또는 줄기의 편평화 및 내부 수피 괴사가 포함됩니다. 묘목에서 과도한 비료의 바람직하지 않은 영향은 과도한 정점 성장의 형태로 나타나 지하 및 지상 부분의 비율이 낮아져 이식 후 식물이 잘 뿌리를 내리지 못하는 경우가 많습니다.
과량의 비료를 사용하는 것은 경제적인 측면에서 낭비입니다. 초과분은 씻어내어 수역이나 지하수로 들어갈 수 있기 때문에 환경에도 바람직하지 않습니다. 특히 중요한 것은 과잉 질소(보통 질산염 형태)의 침출이지만, 어떤 요소라도 과량으로 도입될 때 환경 오염 문제가 발생할 수 있습니다.
3.4 질소 결핍
서식지에 질소가 부족하면 식물의 성장이 억제되고 곡물의 측면 싹과 분얼이 약해지며 작은 잎이 관찰됩니다. 동시에 뿌리의 가지가 감소하지만 뿌리의 질량과 공중 부분의 비율이 증가 할 수 있습니다. 질소 결핍의 초기 증상 중 하나는 엽록소 합성의 약화로 인한 잎의 옅은 녹색입니다. 장기간의 질소 결핍은 단백질의 가수분해와 엽록소의 파괴, 주로 더 낮은 오래된 잎에서 그리고 용해성 질소 화합물이 어린 잎과 성장 지점으로 유출되게 합니다. 엽록소의 파괴로 인해 식물의 종류에 따라 아래쪽 잎의 색이 노란색, 주황색 또는 붉은 색을 띠고 질소 결핍이 뚜렷하면 괴사, 건조 및 조직 죽음이 발생할 수 있습니다. 질소 결핍은 식물 생장 기간을 단축하고 종자 숙성을 앞당깁니다.
3.5 인 결핍
인 기아의 외부 증상은 종종 보라색 또는 청동 색조(단백질 합성 및 당 축적 지연의 증거)가 있는 청록색 잎입니다. 잎이 점점 작아집니다. 식물의 성장이 중단되고 작물의 숙성이 지연됩니다.
인이 결핍되면 산소 흡수율이 감소하고 호흡 대사에 관여하는 효소의 활성이 변화하며 일부 비미토콘드리아 산화 시스템(글리콜산 산화효소, 아스코르브산 산화효소)이 더 활발히 작동하기 시작합니다. 인 기아 상태에서 유기 인 화합물과 다당류의 분해 과정이 활성화되고 단백질과 유리 뉴클레오티드의 합성이 억제됩니다.
식물은 성장 및 발달의 초기 단계에서 인 결핍에 가장 민감합니다. 후기의 정상적인 인 영양은 식물의 발달을 가속화합니다 (질소와 반대). 남부 지역에서는 가뭄에, 북쪽에서는 서리가 내릴 가능성을 줄입니다.
3.6 황 결핍
식물에 대한 황의 불충분한 공급은 황 함유 아미노산과 단백질의 합성을 억제하고 광합성과 식물, 특히 공중 부분의 성장률을 감소시킵니다. 급성의 경우 엽록체의 형성이 중단되고 분해될 수 있습니다. 유황 결핍증의 증상(잎이 희어지고 황변됨)은 질소 결핍증과 유사하지만 가장 어린 잎에 먼저 나타납니다. 이것은 오래된 잎에서 나오는 유황이 뿌리를 통해 식물에 부족한 유황 공급을 보충할 수 없음을 보여줍니다.
3.7 칼륨 결핍
칼륨이 부족하면 잎의 황변이 아래에서 위로 시작됩니다. 잎은 가장자리에서 노랗게 변합니다. 미래에는 가장자리와 상단이 갈색으로 변하고 때로는 빨간색 "녹슨"반점이 있습니다. 이 사이트의 죽음과 파괴가 있습니다. 잎이 탄 것처럼 보입니다. 칼륨 공급은 젊고 활발하게 성장하는 장기와 조직에 특히 중요합니다. 따라서 칼륨 기아 상태에서는 형성층의 기능이 감소하고 혈관 조직의 발달이 중단되며 표피와 표피의 세포벽 두께가 감소하고 세포 분열 및 신장 과정이 억제됩니다. 마디 사이가 짧아지면 로제트 형태의 식물이 형성 될 수 있습니다. 칼륨이 부족하면 정점 새싹의 지배적 인 효과가 감소합니다. 정단 및 정단 측면 새싹이 발달을 멈추고 죽고 측면 새싹의 성장이 활성화되고 식물은 덤불 형태를 취합니다.
유사한 문서
실내 식물 토양의 물리적 및 화학적 조성 연구, 광물질 비료 유형. 토양에 미네랄이 부족하다는 징후. 학교 환경에서 실내 식물을 재배하기 위한 팁. 식물의 질병 및 해충, 보호 수단.
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필요한 유기 및 미네랄 화합물의 함량에 대한 농산물 품질의 의존성. 다양한 조합의 광물질 비료(질소, 인, 칼륨 및 복합물)가 식물의 발달 및 생산성에 미치는 영향.
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돼지의 몸에있는 미네랄과 비타민의 가치. 프리믹스 구성에서 내인성 자극제 및 생물학적 활성 물질의 사용. 식이 요법(항생제, 효소, 엘레우테로코커스)에서 생체 자극제를 사용하는 편리함.
튜토리얼, 2012년 10월 5일 추가됨
Bashkortostan 공화국 Duvansky 지역의 유기 및 광물질 비료 사용, 광물질 비료 사용량 계산 방법, 작물 계획. 토양 비옥도를 고려하여 작물 순환에 비료를 사용하기 위한 장기 계획.
학기 논문, 2009년 7월 15일 추가됨
돼지의 몸에서 미네랄의 생리학적 중요성. 임신 기간 동안 암퇘지에서 피쿠민 사용. 환경 요인과 돼지의 자연 저항성 및 생산성에 미치는 영향. 혈구 수를 뿌립니다.
모노그래프, 2012년 5월 10일 추가됨
도시 환경에서 강아지의 다이어트. 음식의 소화와 위 용량. 영양소 및 에너지 요구 사항. 비타민 영양과 수분 대사에서 지방의 역할. 엽산 결핍의 증상. 체내 미네랄의 기능.
모든 휴믹 물질은 유기 잔류물의 사후(사후) 변형의 결과로 형성됩니다. 유기 잔류물이 휴믹 물질로 변형되는 것을 가습 과정이라고 합니다. 그것은 참여와 산화, 환원, 가수분해, 응축 등의 순수한 화학 반응을 통해 살아있는 유기체 외부에서 발생합니다.
유전암호에 따라 생체고분자 합성이 진행되는 살아있는 세포와 달리 가습 과정에 정해진 프로그램이 없기 때문에 원래의 생체분자보다 더 단순하고 복잡한 어떤 화합물도 나타날 수 있다. 생성된 생성물은 다시 합성 또는 분해 반응을 거치며 이 과정은 거의 연속적으로 진행된다.
부식질 물질은 부패 및 부패 산물로부터 죽은 동식물 조직을 합성하여 토양의 유기 잔류물이 분해되는 동안 형성되는 특정 고분자 짙은 색 물질 그룹을 구성합니다. 토양, 이탄, 석탄의 부식산에 결합된 탄소의 양은 지구상의 모든 동식물의 유기물에 결합된 탄소의 양보다 거의 4배나 많습니다. 그러나 휴믹 물질은 단순히 생활 과정의 폐기물이 아니라 광물 물질과 지구의 식물군이 함께 진화한 자연적이고 가장 중요한 산물입니다.
부식질 물질은 미네랄 영양 성분(영양 풀)의 원천이 되는 식물에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다. 토양의 유기물은 상당한 양의 양분을 함유하고 있으며, 식물 군집은 토양 미생물에 의해 광물 형태로 전환된 후 이를 소비합니다. 영양소가 식물 바이오 매스에 들어가는 것은 미네랄 형태입니다.
부식질 물질은 간접적으로 식물에 영향을 미칠 수 있습니다. 즉, 토양의 물리-기계, 물리-화학적 및 생물학적 특성에 영향을 미칩니다. 토양에 복잡한 효과를 제공함으로써 토양의 물리적, 화학적 및 생물학적 특성을 향상시킵니다. 이와 함께 중금속, 방사성 핵종 및 유기 독성 물질을 결합하여 식물에 유입되는 것을 방지하는 보호 기능을 수행합니다. 따라서 토양에 작용함으로써 간접적으로 식물에 영향을 미치고 식물의 보다 활발한 성장과 발달에 기여합니다.
최근에, 부식질 물질이 식물에 미치는 영향에 대한 새로운 방향이 개발되었습니다. 휴믹 물질은 식물에 호르몬 효과를 주어 성장과 발달을 자극할 수 있습니다.
1. 식물의 발달에 영향을 미치는 휴믹 물질의 생물권 기능
최근 몇 년 동안 과학자들은 휴믹 물질의 일반적인 생화학적 및 생태학적 기능과 식물 발달에 미치는 영향을 확인했습니다. 가장 중요한 것은 다음과 같습니다.
누적- 휴믹 물질이 다양한 환경에서 모든 영양소, 탄수화물, 아미노산의 장기 비축량을 축적하는 능력;
수송- 식물로 활발하게 이동하는 금속 및 미량 원소와 복잡한 유기 미네랄 화합물의 형성;
규제- 부식질 물질은 토양의 색을 형성하고 토양의 미네랄 영양, 양이온 교환, 완충 및 산화환원 과정을 조절합니다.
보호- 부식성 물질은 독성 물질 및 방사성 핵종의 흡착에 의해 식물로의 진입을 방지합니다.
이러한 모든 기능의 조합은 수확량을 높이고 필요한 품질의 농산물을 제공합니다. 저온 및 고온, 수분 부족, 염분, 살충제 축적 및 방사성 핵종의 존재와 같은 불리한 환경 조건에서 부식 물질의 작용의 긍정적 인 영향을 강조하는 것이 특히 중요합니다.
생리 활성 물질로서 휴믹 물질의 역할은 부인할 수 없습니다. 그들은 세포막의 투과성을 변화시키고 효소의 활성을 증가 시키며 호흡 과정, 단백질 및 탄수화물 합성을 자극합니다. 그들은 엽록소의 함량과 광합성의 생산성을 증가시켜 환경 친화적 인 제품을 얻기위한 전제 조건을 만듭니다.
토지의 농업적 사용에서 필요한 부식질 물질의 농도를 유지하려면 토양에 부식질을 지속적으로 보충해야 합니다.
지금까지 이러한 보충은 주로 퇴비, 분뇨 및 이탄을 도입하여 수행되었습니다. 그러나 이들에 함유된 휴믹물질의 함량이 상대적으로 적기 때문에 적용률이 매우 높다. 이것은 비료 자체의 비용보다 몇 배나 높은 운송 및 기타 생산 비용을 증가시킵니다. 또한 잡초 씨앗과 병원성 박테리아가 포함되어 있습니다.
높고 지속 가능한 수확량을 얻으려면 알려진 바와 같이 10-20 % 만 사용되는 농작물의 생물학적 능력에 의존하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 물론 수확량이 많은 품종, 효과적인 농법 및 식물 공학, 비료를 사용하는 것이 필요하지만 20세기 말까지 다음보다 덜 중요한 역할을 하는 식물 성장 조절제 없이는 더 이상 불가능합니다. 살충제와 비료.
2. 토양 부식질 함량이 농작물 수확량에 미치는 영향
부식질이 많은 토양은 생리 활성 물질의 함량이 더 높은 것이 특징입니다. 부식질은 생화학적 및 생리학적 과정을 활성화하고 신진 대사를 증가시키고 식물체의 전반적인 에너지 수준을 증가시키며 영양분의 섭취를 증가시켜 수확량의 증가와 품질의 향상을 동반합니다.
토양 부식질 함량 수준에 대한 수확량의 밀접한 의존성을 보여주는 실험 물질이 문헌에 축적되었습니다. 토양 부식질 함량과 수확량의 상관 계수는 0.7...0.8입니다(VNIPTIOU, 1989의 데이터). 따라서 벨로루시 토양 과학 및 농화학 연구소 (BelNIIPA)의 연구에서 소디 - 포드 졸리 토양의 부식질 양이 1 % 증가하면 (1.5에서 2.5 ... 3 %로 변경 내에서) 증가합니다 10 ... 15 kg / ha에 대한 겨울 호밀 곡물과 보리의 수확량. 블라디미르 지역의 집단 농장과 국영 농장에서 토양 부식질 함량이 최대 1%이고 1976-1980년 기간의 곡물 수확량. 10 c/ha를 초과하지 않았으며 1.6...2%에서 15 c/ha, 3.5...4% - 35 c/ha였습니다. Kirov 지역에서 부식질이 1 % 증가하면 Voronezh 지역에서 3 ... 6 센트, Krasnodar Territory에서 3 ... 4 센트 / ha의 곡물을 추가로 얻을 수 있습니다.
훨씬 더 중요한 것은 화학 비료의 숙련 된 사용으로 수익을 증가시키는 부식질의 역할이며 효율성은 1.5 ... 2 배 증가합니다. 그러나 토양에 적용되는 화학 비료는 부식질의 분해를 증가시켜 그 함량을 감소시킨다는 점을 기억해야 합니다.
현대 농업 생산의 관행은 토양에서 부식질 함량을 증가시키는 것이 재배의 주요 지표 중 하나임을 보여줍니다. 부식질 매장량이 낮기 때문에 광물질 비료만으로는 토양 비옥도가 안정적으로 증가하지 않습니다. 더욱이, 유기물이 부족한 토양에 고용량의 광물질 비료를 사용하는 것은 종종 토양 미생물 및 거대 식물군에 대한 역효과, 식물에 질산염 및 기타 유해 화합물의 축적, 많은 경우 작물 수확량 감소를 동반합니다. .
3. 휴믹물질이 식물에 미치는 영향
부식산은 생물권에서 유기물의 자연적인 생화학적 변형의 산물입니다. 그들은 토양 유기물의 주요 부분입니다 - 부식질은 자연의 물질 순환에서 중요한 역할을하고 토양 비옥도를 유지합니다.
부식산은 많은 수의 작용기와 활성 중심을 포함하는 분지형 분자 구조를 가지고 있습니다. 이러한 천연 화합물의 형성은 토양에서 발생하는 물리 화학적 과정과 토양 유기체의 활동의 영향으로 발생합니다. 부식산 합성의 원천은 식물 및 동물 잔류물뿐만 아니라 토양 미생물총의 폐기물입니다.
따라서 부식산은 아미노산, 탄수화물, 안료, 생물학적 활성 물질 및 리그닌과 같은 토양 유기 물질의 축적입니다. 또한 귀중한 무기 토양 성분은 미네랄 영양 성분(질소, 인, 칼륨)과 미량 원소(철, 아연, 구리, 망간, 붕소, 몰리브덴 등)와 같은 부식산에 집중되어 있습니다.
토양에서 발생하는 자연 과정의 영향으로 위의 모든 구성 요소는 단일 분자 복합체 인 부식산에 포함됩니다. 이 복합체의 합성을 위한 다양한 초기 성분은 복잡한 분자 구조를 결정하고 결과적으로 토양과 식물에 대한 부식산의 광범위한 물리적, 화학적 및 생물학적 영향을 결정합니다.
부식질의 필수적인 부분인 부식산은 거의 모든 유형의 토양에서 발견됩니다. 이들은 고체 화석 연료(단단한 갈탄 및 연탄)와 토탄 및 사프로펠의 일부입니다. 그러나 자연 상태에서 이러한 화합물은 불활성이며 거의 완전히 불용성 형태입니다. 생리 학적 활성은 부식산과 알칼리 금속 - 나트륨, 칼륨 ( 부식산)에 의해 형성된 염입니다.
3.1 부식산염이 토양 특성에 미치는 영향
토양의 물리적 특성에 대한 부식산염의 영향
이 효과의 메커니즘은 토양 유형에 따라 다릅니다.
무거운 점토 토양에서 부식산염은 과도한 염분을 제거하고 점토의 조밀한 3차원 구조를 파괴함으로써 점토 입자의 상호 반발에 기여합니다. 결과적으로 토양이 더 느슨해지고 과도한 수분이 더 쉽게 증발하며 공기 흐름이 개선되어 호흡과 뿌리 전진이 촉진됩니다.
가벼운 토양에 적용할 때 부식질은 토양의 미네랄 입자를 감싸고 서로 달라붙어 매우 귀중한 내수성 덩어리 입상 구조의 생성에 기여하여 토양, 토양의 투수성과 수분 보유 능력을 향상시킵니다. 침투성. 이러한 특징은 휴믹산이 겔화되는 능력 때문입니다.
수분 보유. 부식산염에 의한 수분 보유는 물 분자와 부식산염의 하전 그룹 사이에 수소 결합이 형성되고 이들에 흡착된 금속 이온으로 인해 발생합니다. 결과적으로 수분 증발이 평균 30% 감소하여 건조하고 모래 토양에 있는 식물의 수분 흡수가 증가합니다.
어두운 색의 형성. 부식질은 토양을 어두운 색으로 얼룩지게 합니다. 이것은 어두운 색이 토양에 의한 태양 에너지의 흡수 및 저장을 향상시키기 때문에 추운 지역과 온대 지역에서 특히 중요합니다. 결과적으로 토양의 온도가 상승합니다.
토양의 화학적 성질과 토양 수분의 성질에 대한 부식산염의 영향.
본질적으로 부식산은 고분자 전해질입니다. 유기 및 미네랄 토양 입자와 결합하여 토양 흡수 복합체를 형성합니다. 다양한 기능 그룹을 보유하고 있는 부식산은 토양으로 유입되는 영양소, 거대 및 미량 원소를 흡착 및 보유할 수 있습니다. 휴믹산이 보유하고 있는 영양소는 토양 미네랄과 결합하지 않고 물에 씻겨 나가지 않아 식물이 이용할 수 있는 상태입니다.
토양의 완충 능력을 증가시킵니다. 부식산염의 도입은 토양의 완충 능력, 즉 산성 또는 알칼리성의 과잉 공급에도 불구하고 자연 pH 수준을 유지하는 토양의 능력을 증가시킵니다. 따라서 부식산염을 적용하면 토양의 과도한 산성도를 제거할 수 있으므로 시간이 지남에 따라 이러한 밭에서 높은 산성도에 민감한 작물을 심을 수 있습니다.
식물의 영양소 및 미량 원소 수송에 대한 부식산염의 영향.
유리 부식산과 달리 부식산염은 수용성 이동성 화합물입니다. 영양분과 미량 원소를 흡착함으로써 토양에서 식물로의 이동을 촉진합니다.
부식산염의 도입으로 경작 가능한 토양층에서 이동성 인(1.5-2배), 교환성 칼륨 및 동화성 질소(2-2.5배)의 함량이 증가하는 분명한 경향이 있습니다.
전이 금속인 모든 미량 원소(붕소 및 요오드 제외)는 부식산염과 이동성 킬레이트 착물을 형성하여 식물에 쉽게 침투하여 흡수를 보장하는 반면 철과 망간은 과학자에 따르면 부식산염 형태로만 흡수됩니다. 이러한 금속.
이 과정의 가설된 메커니즘은 부식산염이 특정 조건에서 금속 이온을 흡수하여 조건이 변경되면 방출할 수 있다는 것입니다. 양전하를 띤 금속 이온의 첨가는 부식산의 음전하 작용기(카복실, 하이드록실 등)로 인해 발생합니다.
식물 뿌리가 물을 흡수하는 과정에서 용해성 금속 부식산염은 가까운 거리에서 뿌리 세포에 접근합니다. 뿌리 시스템의 음전하는 부식산의 음전하를 초과하여 부식산 분자에서 금속 이온을 제거하고 세포막에서 이온을 흡수합니다.
많은 연구자들은 부식산의 작은 분자가 금속 이온 및 기타 영양소와 함께 식물에 직접 흡수되고 흡수될 수 있다고 믿습니다.
설명 된 메커니즘 덕분에 식물의 토양 영양이 향상되어보다 효율적인 성장과 발달에 기여합니다.
토양의 생물학적 특성에 대한 부식산염의 영향.
부식산은 미생물에 사용 가능한 인산염과 탄소의 공급원입니다. 부식산 분자는 미생물 군집이 활발하게 발달하는 큰 응집체를 형성할 수 있습니다. 따라서 부식질은 토양 영양소의 동원 및 잠재적 비옥도의 효과적인 전환과 밀접한 관련이 있는 다양한 미생물 그룹의 활동을 크게 강화합니다.
규산염 박테리아 수의 증가로 인해 식물이 흡수하는 교환 가능한 칼륨이 지속적으로 보충됩니다.
부식산염은 난용성 미네랄 및 유기 인 화합물을 분해하는 토양의 미생물 수를 증가시킵니다.
휴메이트는 동화 가능한 질소 매장량으로 토양 공급을 개선합니다. 가연성 박테리아의 수는 3-5배 증가하고 어떤 경우에는 가연성 물질의 10배 증가가 기록되었습니다. 질산화 박테리아의 수가 3-7배 증가합니다. 자유 생활 박테리아의 생활 조건을 개선함으로써 대기에서 분자 질소를 고정하는 능력이 거의 10배 증가합니다.
결과적으로 토양은 이용 가능한 영양분으로 풍부해집니다. 유기물이 분해되는 동안 많은 양의 유기산과 이산화탄소가 형성됩니다. 그들의 영향으로 인, 칼슘, 칼륨, 마그네슘의 도달하기 어려운 미네랄 화합물이 식물에 접근 가능한 형태로 전달됩니다.
부식질의 보호 특성
토양에 대한 부식산염의 복잡한 효과는 보호 특성을 제공합니다.
중금속과 방사성 핵종의 비가역적 결합. 부식산염의 이러한 특성은 토양에 기술 부하가 증가하는 조건에서 특히 중요합니다. 석탄 연소, 야금 기업 및 발전소 운영 중에 방출되는 납, 수은, 비소, 니켈 및 카드뮴의 화합물은 차량 배기 가스와 함께 먼지와 재의 형태로 대기에서 토양으로 들어갑니다. 동시에 많은 지역에서 방사선 오염 수준이 크게 증가했습니다.
토양에 도입되면 부식산염은 중금속과 방사성 핵종에 비가역적으로 결합합니다. 결과적으로 불용성, 느리게 움직이는 복합체가 형성되어 토양의 물질 순환에서 제거됩니다. 따라서 부식산염은 이러한 화합물이 식물 및 결과적으로 농산물로 유입되는 것을 방지합니다.
이와 함께 부식산염에 의한 미생물총의 활성화는 부식산으로 토양을 추가로 풍부하게 합니다. 결과적으로 위에서 설명한 메커니즘으로 인해 토양은 기술 공해에 더 강해집니다.
유기 생태 독성 물질의 분해 촉진. 부식질은 토양 미생물의 활동을 활성화함으로써 연료 연소 중에 형성된 독성 유기 화합물과 살충제의 분해를 가속화합니다.
부식산의 다성분 구성은 도달하기 어려운 유기 화합물을 효과적으로 흡수하여 식물과 인간에 대한 독성을 줄입니다.
3.2 식물, 종자 및 뿌리 시스템의 일반적인 발달에 대한 부식산염의 영향
물리 화학적 및 생화학 적 과정의 강화. 휴메이트는 모든 식물 세포의 활동을 증가시킵니다. 결과적으로 세포의 에너지가 증가하고 원형질의 물리 화학적 성질이 향상되며 식물의 신진 대사, 광합성 및 호흡이 강화됩니다.
결과적으로 세포 분열이 가속화되어 식물의 전반적인 성장이 향상됩니다. 식물 영양 개선. 부식질을 사용하면 뿌리 시스템이 활발히 발달하고 식물의 뿌리 영양이 증가하며 수분 흡수가 증가합니다. 뿌리 영양의 강화는 토양에 대한 부식산염의 복잡한 효과에 의해 촉진됩니다. 식물 바이오매스의 증가와 신진대사의 활성화는 식물의 광합성과 탄수화물 축적을 증가시킵니다.
식물의 저항력을 높입니다. 휴메이트는 면역계의 비특이적 활성제입니다. 부식질 처리의 결과로 다양한 질병에 대한 식물의 저항성이 크게 증가합니다. 부식질 용액에 종자를 담그는 것은 종자 감염, 특히 뿌리 부패를 예방하는 데 매우 효과적입니다. 이와 함께 부식질 처리는 극한의 온도, 침수, 강풍과 같은 불리한 환경 요인에 대한 식물의 저항성을 증가시킵니다.
종자에 대한 부식산염의 영향
부식질 물질을 기본으로 한 제제 처리 덕분에 질병 및 외상에 대한 종자의 내성이 증가하고 표면 감염으로부터 해방됩니다.
종자 처리는 발아, 발아 에너지를 증가시키고 묘목의 성장과 발달을 자극합니다.
따라서 치료는 종자의 발아를 증가시키고 곰팡이 질병, 특히 뿌리 감염의 발병을 예방합니다.
루트 시스템에 대한 부식질의 영향
뿌리 세포막의 투과성이 증가합니다. 결과적으로 토양 용액에서 식물로 영양분과 미량 원소의 침투가 향상됩니다. 결과적으로 영양소는 주로 부식산염과의 복합체 형태로 제공됩니다.
뿌리 시스템의 발달이 향상되고 토양에 식물의 고정이 증가합니다. 즉, 식물은 강한 바람, 폭우 및 침식 과정의 결과로 유실에 더 강해집니다.
봄 밀, 보리, 귀리, 쌀, 메밀과 같이 뿌리가 덜 발달 된 작물에 특히 효과적입니다.
뿌리 시스템의 발달은 토양 영양뿐만 아니라 식물에 의한 수분과 산소의 흡수를 강화합니다.
결과적으로 아미노산, 설탕, 비타민 및 유기산의 합성이 뿌리 시스템에서 향상됩니다. 뿌리와 토양 사이의 물질 교환이 향상됩니다. 뿌리에서 분비되는 유기산(탄산, 사과산 등)은 토양에 활발히 영향을 주어 영양소와 미량 원소의 가용성을 높입니다.
4. 결론
휴믹 물질은 의심할 여지 없이 식물의 성장과 발달에 영향을 미칩니다. 토양 유기물은 식물의 영양분 공급원 역할을 합니다. 부식질 물질을 분해하는 미생물은 미네랄 형태의 영양소를 식물에 공급합니다.
부식질 물질은 토양 특성의 복합체에 상당한 영향을 미치므로 식물의 발달에 간접적으로 영향을 미칩니다.
부식질 물질은 토양의 물리 화학적, 화학적 및 생물학적 특성을 개선하여 식물의보다 집중적 인 성장과 발달을 자극합니다.
또한 현재 일반적으로 환경, 특히 토양에 대한 인위적 영향의 집중적 증가로 인해 부식 물질의 보호 기능이 매우 중요합니다. 휴믹물질은 독성물질과 방사성핵종에 결합하여 환경친화적인 제품 생산에 기여합니다.
휴믹 물질은 확실히 토양과 식물 모두에 유익한 영향을 미칩니다.
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식물의 성장과 발달에 대한 화학 물질의 영향. 완성자: Ignatieva Victoria, 6학년 학생 감독자: Putina Yu.K., 생물학 및 화학 교사 시립 주립 교육 기관 "첼랴빈스크 지역 트로이츠키 시립 지구의 Nizhnesanarskaya 중등 학교 2017
목적: 화학 물질이 식물의 성장과 발달에 미치는 영향을 연구합니다. 목적: 이 문제에 대한 이용 가능한 문헌을 연구합니다. 화학 물질이 식물의 성장과 발달에 미치는 영향을 연구하는 데 사용할 수 있는 방법에 대해 알아봅니다. 자신의 연구를 바탕으로 화학 물질의 영향에 대한 결론을 내립니다. 재배 식물 재배를 위한 조건 개선을 위한 권장 사항을 개발합니다. 가설: 우리는 화학 물질이 식물의 성장과 발달에 부정적인 영향을 미칠 것이라고 가정합니다.
연구 대상: 전구 양파, 보통 콩 연구 대상: 화학 물질이 식물에 미치는 영향.
화학물질 샘플링 기법
화학 물질의 영향을 연구하기 위해 6개의 샘플을 채취했습니다. 1번 - 황산구리 CuSO4 * 5H2O 2번 - 황산아연 ZnSO4 * 7H2O 3번 - 황산철 FeSO4 * 7H2O 4번 - 과망간산칼륨 KMnO4 5번 - 황산납 PbSO4 No. 6 - 대조 시료(화학물질이 첨가되지 않음)
대조시료 연구결과 대조시료 6번(양파 구근) 발달은 많은 외래근 형성으로 집중적으로 진행) 대조시료 6번(콩 식물) - 생육 및 발육이 정상 범위 내
황산구리의 영향으로 테스트 샘플에 대한 연구 결과 샘플 1 번 적은 수의 뿌리가 나타나고 성장이 곧 멈추고 어두워집니다. 샘플 번호 1황산구리 용액을 첨가한 후, 잎이 즉시 말렸고, 실험 1주가 끝날 때까지 식물이 죽었습니다.
황산 아연의 영향으로 테스트 샘플에 대한 연구 결과 샘플 2 번 많은 수의 뿌리가 나타나고 성장은 미미합니다. 샘플 번호 2 식물에서 황산 아연 용액을 첨가 한 후 일반적으로 실험 첫 주 동안 잎이 발달 한 다음 용액의 농도가 증가함에 따라 잎이 노랗게 변하고 말렸습니다.
황산 철의 영향으로 테스트 샘플에 대한 연구 결과 샘플 3 번 적은 수의 뿌리가 나타나고 성장이 곧 멈추고 어두워집니다. 샘플 번호 3. 식물은 3개의 잎을 개발했지만, 그 후에 말리기 시작하고 황색으로 변했습니다.
과망간산 칼륨에 노출되었을 때 테스트 샘플의 연구 결과 샘플 4 번 과망간산 칼륨 용액이 첨가 된 구근 (4 번)이 잘 발달하지 않았고 뿌리가 1-2mm, 성장이 멈췄습니다 샘플 4 번 식물이 손실되었습니다 4일째 3잎, 나머지는 시들다
납 황산염의 영향으로 테스트 샘플에 대한 연구 결과 샘플 5 번 구근에는 충분한 수의 뿌리가 있지만 크기는 작습니다. 콩 식물은 잎이 크지만 옅은 색을 띠고 2주가 지나면 약간 말립니다.
대조군 샘플(6번)은 변형의 징후 없이 균일한 광 세포를 가졌다.
황산철(3번)을 첨가한 실험 시료의 양파 세포는 균일한 구조를 가졌으나 세포질은 짙은 색을 띠고 있었다.
과망간산칼륨(4번)을 첨가한 실험 샘플의 양파 세포는 파란색으로 변했습니다. 세포는 균일한 구조를 가졌다.
결론: 과량의 황산철은 세포를 어두운 색으로 염색하고 뿌리 시스템의 성장을 늦춥니다. 과망간산 칼륨도 같은 효과가 있습니다. 과량의 황산구리는 식물 세포를 파괴하고 성장을 멈춥니다.
코스 작업
다양한 종류의 종자 처리가 식물의 성장과 발달에 미치는 영향
소개
많은 연구에도 불구하고 종자 처리를 미리 파종하는 문제는 여전히 관련성이 있으며 아직까지 열려 있습니다. 식물 생산성을 높이고 더 높은 수확량을 얻기 위해 농업에서 다양한 유형의 종자 처리를 사용할 전망에 관심이 생깁니다.
저장하는 동안 종자가 노화되고 종자의 품질과 발아가 감소하므로 몇 년 동안 저장된 종자 배치에는 강한 종자, 약한 (살아 있지만 발아하지 않는) 종자 및 죽은 종자가 있습니다. 저장 중에 손실된 종자의 발아를 증가시킬 수 있는 미리 파종 종자 처리의 알려진 방법. 소량의 이온화 방사선, 측심, 단기 열 및 충격파 처리, 전기장 및 자기장에 대한 노출, 레이저 조사, 생물학적 활성 물질 용액에 미리 파종을 담그면 종자 발아 및 수확량이 15-25 증가할 수 있습니다. %.
아시다시피 광물질 비료는 생산성을 높이는 데 사용되며 토양에 편리하게 적용되며 이 과정은 기계화됩니다. 광물질 비료를 사용하면 식물 성장이 가속화되고 수확량이 증가합니다. 그러나 식물에는 위험하지 않지만 인간에게는 위험한 질산염과 아질산염이 동시에 형성되는 경우가 많습니다. 또한 토양 구조의 변화와 관련된 광물질 비료 사용의 더 심각한 결과가 있습니다. 결과적으로 비료는 토양의 상층에서 하층으로 씻겨 나가며 미네랄 성분은 더 이상 식물에 제공되지 않습니다. 그런 다음 광물질 비료가 지하수로 유입되어 지표수로 운반되어 환경을 크게 오염시킵니다. 유기질 비료의 사용은 환경 친화적이지만 생산성을 높이려는 인간의 요구를 충족시키기에는 분명히 충분하지 않습니다.
종자 생체 자극의 생태학적으로 안전한 물리적 방법은 매우 유망합니다. 현재 생물학적 물체가 외부 전자기장의 영향에 민감하게 반응할 수 있다는 것이 실험적으로 입증되었습니다. 이 반응은 분자 및 세포에서 유기체 전체에 이르기까지 살아있는 유기체의 다양한 구조적 수준에서 발생할 수 있습니다. 생물체의 세포에서 밀리미터 범위의 전자파의 영향으로 생합성 및 세포 분열 과정이 활성화되고 질병으로 인해 방해받는 연결 및 기능이 회복되며 신체의 면역 상태에 영향을 미치는 물질이 추가로 합성됩니다.
현재까지 종자 활성화를 위한 다양한 조사 설비 및 방법이 많이 개발되었습니다. 그러나 그들은 화학적 방법에 비해 기술적으로 더 진보되고 환경적으로 안전하며 훨씬 저렴함에도 불구하고 널리 보급되지 않았습니다. 이러한 상황의 원인 중 하나는 기존의 방사선 처리 종자 처리 방법이 일관되게 높은 결과를 내지 못하기 때문입니다. 이는 기존의 파종 전처리 방법에서 방사선의 정성적, 정량적 특성이 최적화되지 않았기 때문이다.
공부의 목적 - 다양한 유형의 사전 파종 종자 처리가 식물의 성장 및 발달에 미치는 영향을 연구합니다.
이와 관련하여 다음과 같은 작업 :
식물의 성장과 발달에 대한 화학 물질의 영향을 연구합니다.
· 식물의 성장 과정에 대한 전자기(생물물리학적) 처리의 영향을 연구합니다.
· 보리 종자의 발아에 대한 레이저 조사의 효과를 나타냅니다.
1. 파종 전 종자 처리 및 식물 성장 및 발달에 미치는 영향
1.1 식물 성장 및 발달에 대한 화학 물질의 영향
보리 종자 레이저 조사
처리의 가장 중요하고 효과적인 부분은 화학 또는 종자 드레싱입니다.
4천 년 전 고대 이집트와 그리스에서도 씨앗을 양파즙에 담그거나 편백나무 바늘로 보관하는 동안 이동시켰다.
중세에 연금술의 발달과 그 덕분에 화학자들은 암석과 칼륨 소금, 청백색, 비소 소금에 씨앗을 담그기 시작했습니다. 독일에서는 씨앗을 뜨거운 물이나 분뇨 용액에 보관하는 가장 간단한 방법이 인기가 있었습니다.
16세기 초, 난파선에서 바닷물 속에 있던 씨앗이 딱딱한 smut의 영향을 덜 받는 작물을 생산한다는 사실이 밝혀졌습니다. 훨씬 후인 300년 전, 소금과 석회로 종자를 처리하면 단단한 종자를 통해 퍼지는 효과를 조사한 프랑스 과학자 Thiele의 실험 과정에서 사전 파종 화학 종자 처리의 효과가 과학적으로 입증되었습니다. 흑수병.
19세기 초에는 인간의 생명에 위험한 비소가 포함된 제제의 사용이 금지되었지만 20세기 초에는 1982년에만 사용이 금지된 수은 함유 물질을 사용하기 시작했으며 서유럽에서.
종자 전처리를 위한 전신 살균제가 개발된 것은 1960년대에 이르러서야 선진국에서 적극적으로 사용하기 시작했다. 90 년대부터 현대의 매우 효과적이고 비교적 안전한 살충제와 살균제의 복합체가 사용되었습니다.
종자 처리 기술에 따라 단순 드레싱, 당의정 및 외피의 세 가지 유형의 종자 처리가 구별됩니다.
표준 드레싱은 종자 처리의 가장 일반적이고 전통적인 방법입니다. 종자 생산뿐만 아니라 가정 정원 및 농장에서 가장 자주 사용됩니다. 종자 무게를 2% 이상 증가시키지 않습니다. 필름 형성 조성물이 종자를 완전히 덮는 경우 종자의 중량은 최대 20%까지 증가할 수 있습니다.
Encrusting - 씨앗은 표면에 화학 물질을 고정시키는 끈적 끈적한 물질로 덮여 있습니다. 처리 된 종자는 5 배 무거워 질 수 있지만 모양은 변하지 않습니다.
코팅 - 물질은 씨앗을 두꺼운 층으로 덮어 무게를 최대 25배까지 늘리고 모양을 구형 또는 타원형으로 바꿉니다. 가장 "강력한" 당의정(펠렛화)은 종자를 최대 100배까지 무거워지게 합니다.
곡물 작물의 종자 처리에는 Raxil, Premix, Vincite, Divident, Colfugo Super Color 제제가 가장 활발히 사용됩니다. 이들은 돌 포자, 먼지 및 단단한 smut, Fusarium, Septoria 및 뿌리 부패와 효과적으로 싸우는 선충을 죽이는 전신 살균제입니다. 그들은 액체, 분말 또는 농축 현탁액의 형태로 생산되며 종자 1 톤당 0.5-2 kg의 비율로 특수 장치의 종자 처리에 사용됩니다.
개인 및 농장 가정에서 강력한 화학 물질의 사용이 항상 정당화되는 것은 아닙니다. 금잔화, 당근 또는 토마토와 같은 야채 또는 관상용 작물의 비교적 소량의 작은 종자는 독성이 적은 물질로 처리할 수 있습니다. 초기에 종자의 전체 감염을 파괴하는 것뿐만 아니라 종자 배아 단계에서도 질병에 대한 식물 내성, 즉 안정적인 면역을 형성하는 것이 중요합니다.
발아가 시작될 때 성장 자극제도 유익하므로 식물에서 많은 수의 측면 뿌리가 발달하여 강력한 뿌리 시스템을 만듭니다. 발아 전에 배아에 들어가는 식물 성장 자극제는 식물의 공중 부분으로 영양분을 활발하게 운반합니다. 그러한 준비로 처리 된 종자는 더 빨리 발아하고 발아가 증가합니다. 묘목은 질병뿐만 아니라 극한의 온도, 수분 부족 및 기타 스트레스가 많은 조건에도 더 강해집니다. 파종 전 준비로 적절한 전처리의 더 먼 결과는 수확량의 증가와 숙성 시간의 감소로 간주됩니다.
파종 전 종자 처리를 위한 많은 준비는 휴믹 기반으로 만들어집니다. 그들은 비료로 사용할 수있는 식물에 필요한 미네랄 복합체로 포화 된 부식산 및 부식산염, 칼륨 및 나트륨의 농축 (최대 75 %) 수용액입니다. 이러한 제제는 물 추출물인 이탄을 기본으로 생산됩니다.
Z.F. Rakhmankulova et al.은 0.05mm 살리실산(SA)으로 밀(Triticum aestivum L.)의 종자 처리를 미리 파종했을 때 내인성 함량과 묘목의 싹과 뿌리에서 자유형과 결합형의 비율에 미치는 영향을 연구했습니다. 2주 동안 묘목이 자라는 동안 새싹의 총 SA 함량이 점차적으로 감소하는 것이 관찰되었습니다. 뿌리에서 변화가 발견되지 않았습니다. 동시에, 싹에 SA 형태가 재분배되었습니다. 접합 형태의 수준이 증가하고 자유 형태가 감소했습니다. 살리실산염으로 종자를 파종 전 처리하면 새싹과 묘목 뿌리 모두에서 내인성 SA의 총 함량이 감소했습니다. 유리 SA의 함량은 싹에서 가장 집중적으로 감소하고 뿌리에서는 다소 적습니다. 이러한 감소는 SA 생합성 위반으로 인한 것으로 추정되었습니다. 이것은 싹, 특히 뿌리의 질량과 길이의 증가, 완전한 암호흡의 자극 및 기도 비율의 변화를 동반했습니다. 뿌리에서 사이토크롬 호흡경로 비율의 증가가 관찰되었고, 새싹에서 대체 시안화물 내성 경로 비율의 증가가 관찰되었다. 식물의 항산화 시스템의 변화를 보여줍니다. 지질 과산화 정도는 싹에서 더 두드러졌습니다. SA 전처리의 영향으로 새싹의 MDA 함량은 2.5배 증가한 반면 뿌리에서는 1.7배 감소했습니다. 제시된 데이터에서 식물의 성장, 에너지 균형 및 항산화 상태에 대한 외인성 SA 효과의 특성과 강도는 세포 내 함량 변화 및 유리 및 결합 SA 형태 사이의 재분배와 관련될 수 있음을 따릅니다.
E.K. 생산 실험에서 Eskov는 철 나노 입자로 옥수수 종자를 미리 파종하는 것이 성장과 발달의 강화에 미치는 영향을 연구하여 이 작물의 녹색 덩어리와 곡물의 수확량을 증가시켰습니다. 결과적으로 광합성 과정이 강화되었습니다. 옥수수의 개체발생에서 Fe, Cu, Mn, Cd, Pb의 함량은 매우 다양하나 식물발달 초기에 Fe 나노입자의 흡착은 숙성곡물에서 이들 화학원소의 함량 감소에 영향을 주었다. 생화학적 성질의 변화에 의해
따라서 화학 물질로 종자를 미리 파종하는 것은 높은 인건비와 공정의 낮은 제조 가능성과 관련이 있습니다. 또한 종자 소독을 목적으로 살충제를 사용하는 것은 환경에 큰 피해를 줍니다.
1.2 식물의 성장 과정에 대한 전자기(생물물리학적) 처리의 영향
에너지 운반체의 비용이 급격히 증가하고 농업 생태계의 기술 오염이 발생하는 상황에서 생산성을 향상시키면서 비용이 많이 들고 환경적으로 안전하지 않은 수단에 대한 대안으로 환경 친화적이고 비용 효율적인 재료 및 에너지 자원을 찾는 것이 필요합니다. 작물의 품질.
고독성 화학 물질을 사용하여 종자를 미리 파종 자극하는 기존 방법 및 기술적 방법은 종자 처리 공정의 높은 인건비 및 낮은 제조성과 관련이 있습니다. 또한 종자 소독을 목적으로 살충제를 사용하는 것은 환경에 큰 피해를 줍니다. 살균제 처리된 종자가 토양에 유입되면 바람과 비의 영향을 받는 살충제가 수역으로 운반되어 광활한 지역에 퍼져 환경을 오염시키고 자연에 해를 끼칩니다.
환경 친화적 인 제품을 얻는 데 가장 큰 관심은 감마 방사선, X 선, 자외선, 가시 광선, 적외선, 마이크로파 방사선, 무선 주파수, 자기장 및 전기장, 알파 및 베타 입자에 대한 노출과 같은 전자기장의 물리적 요인입니다. , 다양한 원소의 이온, 중력의 영향 등 감마선 및 X선 조사의 사용은 인명에 위험하므로 농업에 사용하기에 적합하지 않습니다. 자외선, 마이크로파 및 무선 주파수 조사를 사용하면 작동 중에 문제가 발생합니다. 곡물, 밤나무, 유지종자, 콩류, 멜론 및 뿌리 작물의 재배에서 전자기장의 영향에 대한 연구와 관련이 있습니다.
자기장의 작용은 세포막에 미치는 영향과 관련이 있습니다. 쌍극자의 영향은 막의 이러한 변화를 자극하고 효소의 활성을 향상시킵니다. 또한, 이러한 처리의 결과로 종자에서 많은 과정이 발생하여 종자 코트의 투과성이 증가하고 종자로 물과 산소의 흐름이 감소한다는 것이 다른 저자에 의해 확립되었습니다. 가속. 그 결과, 우선 가수분해 및 산화환원 효소의 효소 활성이 향상됩니다. 이것은 배아에 영양분을 더 빠르고 완벽하게 공급하고, 세포 분열 속도를 가속화하고, 일반적으로 성장 과정을 활성화합니다. 처리 된 종자에서 자란 식물에서는 뿌리 시스템이 더 집중적으로 발달하고 광합성으로의 전환이 가속화됩니다. 식물의 추가 성장과 발달을 위한 견고한 기반이 만들어집니다.
이 모든 것이 식물 과정에 기여하고 성장을 가속화합니다.
마이크로파 사전 파종 종자 처리 및 해충 구제의 새로운 나노기술은 화학적 방법의 대안으로 수행되었습니다. 곡물 및 종자의 해부에는 펄스 마이크로파 처리 모드가 사용되었으며, 이는 펄스에서 EMF의 초고강도로 인해 해충의 죽음을 보장합니다. 마이크로파 살균의 100% 효과를 위해서는 종자 1톤당 75MJ 이하의 용량이 필요하다는 것이 확인되었습니다. 그러나 오늘날 이러한 기술은 개발만 진행 중이고 생산에 도입하는 데 드는 예상 비용이 매우 높기 때문에 농공단지에서 직접 사용할 수 없습니다. 식물의 성장과 발달에 자극적인 영향을 미치는 유망한 농업 관행 중 하나는 종자의 파종 전 준비와 식물의 성장기에 사용되는 전기장과 자기장의 사용을 포함해야 합니다. 스트레스 요인에 대한 식물의 저항은 토양에서 영양분 물질의 이용률을 증가시켜 작물 수확량을 증가시킵니다. 전자기장이 곡물 종자의 파종 및 수확 품질에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 입증되었습니다.
전자기 종자 처리는 다른 많은 처리 방법과 비교하여 노동 집약적이고 값 비싼 작업과 관련이 없으며 유지 관리 인력(예: 화학 또는 방사성 핵종 처리)이나 살충제 사용에 해로운 영향을 미치지 않습니다. 가공하는 동안 종자에 치명적인 양을 주지 않고, 매우 기술적이고 쉽게 자동화된 공정이며, 충격이 쉽고 정확하게 투여되며, 환경 친화적인 유형의 가공이며, 현재 사용되는 농업 관행에 쉽게 맞습니다. 처리된 종자에서 자란 식물이 더 이상의 병리학적 변화와 돌연변이를 유발하지 않는 것도 중요합니다. 전자기장의 영향은 생산적인 줄기의 수, 작은 이삭의 수, 식물과 스파이크의 평균 길이를 증가시키고, 스파이크에 있는 알갱이의 수를 증가시키고 이에 따라 알갱이의 질량을 증가시키는 것으로 나타났습니다. 이 모든 것이 수율을 10-15% 증가시킵니다.
지브이 Novitskaya는 403A/m의 세기로 약한 일정한 수평 자기장(CMF)이 극성 및 중성 지질의 조성과 함량에 미치는 영향과 주요 자기 배향 유형(MOT)의 잎에 있는 구성 FA를 연구했습니다. 무 (Raphanus sativus L., var. radicula D.C.) 품종 흰색 팁이 있는 분홍색-빨간색: 뿌리 고랑의 방향 평면이 있는 남북 (NS) 및 서-동 (WE) 각각 자기 자오선을 따라 그리고 가로질러. 봄철 PMF의 작용으로 NS MOT 잎의 총 지질 함량은 감소한 반면 WE MOT 잎에서는 증가하였다. 가을에는 반대로 SL MOT 잎의 총 지질 함량이 증가한 반면 WE MOT 잎의 총 지질 함량은 감소했습니다. 봄에는 두 MOT의 식물에서 간접적으로 막의 지질 이중층 유동성의 증가를 나타내는 인지질 대 스테롤의 비율이 증가했지만 가을에는 CL MOT에서만 증가했습니다. 대조군에서 리놀렌산 및 리놀레산을 포함한 불포화 지방산의 상대적 함량은 NC MOT에 비해 SR MOT에서 더 높았다. PMP의 작용하에 SL MOT 잎의 지질에서 이러한 산의 함량은 증가했지만 WE MOT의 지질 함량은 변하지 않았습니다. 따라서 약한 수평 PMF는 무의 SN 및 WE MOT 잎의 지질 함량에 대해 상이하고 때로는 반대되는 효과를 가졌는데, 이는 분명히 밭의 작용에 대한 민감도가 다르기 때문에 발생합니다. 그들의 생리적 상태.
또한, G.V. Novitskaya 등은 403A/m의 강도를 가진 PMF가 양파 식물(Allium sera L .) cv. TLC 및 GLC 방법 사용. 지구의 자연 자기장에서 자란 식물이 통제 역할을 했습니다. PMF의 작용에 따라 양파의 네 번째 잎에서 지질 함량의 가장 큰 변화가 나타났습니다. 총 지질 함량, 특히 극성 지질(당 및 인지질)의 함량이 증가한 반면 중성 지질의 함량은 감소하거나 감소했습니다. 변함없이 유지되었습니다. 인지질/스테롤의 비율이 증가하여 막의 지질 이중층 유동성이 증가했음을 나타냅니다. PMP의 영향으로 리놀렌산의 비율이 증가하고 총 불포화지방산의 상대적 함량도 증가하였다. 세 번째와 다섯 번째 양파 잎의 구성과 지질 함량에 대한 PMP의 영향은 덜 뚜렷했는데, 이는 밭의 작용에 대한 연령대가 다른 양파 잎의 민감성을 나타냅니다. 지구 자기장의 세기의 진화-역사적 변화에서 약한 PMF의 변화는 식물의 생화학적 구성과 생리학적 과정에 영향을 미칠 수 있다고 결론지었습니다.
50Hz의 주파수를 갖는 교류 자기장(AMF)이 떡잎 배치의 역학에 미치는 영향에 대한 연구 과정에서 5일 동안 극성 및 중성 지질 및 구성 지방산의 조성 및 함량 -밝은 곳과 어두운 곳에서 자라는 오래된 무 묘목( Raphanus sativus L. var. radicula DL) 변종 Rose-red with white tip, PMF는 떡잎 전개의 역학에 대한 빛의 억제 효과를 약화시키는 것으로 밝혀졌습니다. PMP의 광에서 총 지질 함량, 극성 및 중성 지질 함량은 대조구보다 묘목의 함량이 높았다. 극성지질 중 당지질과 인지질의 총 함량이 증가하였고 중성지질 중 triacylglycerols 함량이 증가하였다. 인지질 대 스테롤의 비율(PL/ST)이 증가했습니다. 암실에서는 PMF에서 총 지질 함량과 중성 지질 함량이 대조군보다 낮았고 PL/ST 비율이 감소하였다. 대조구에서 불포화지방산의 상대적인 총 함량은 명암에서 차이가 없었으며 묘목의 리놀렌산 함량은 암실보다 빛에서 더 높았다. PMF의 작용으로 linolenic acid의 함량은 밝은 곳에서 감소하고 어두운 곳에서는 증가하였고 erucic acid는 밝은 곳에서 감소하였다. 불포화지방산 대 포화지방산의 비율은 밝은 곳과 어두운 곳 모두에서 감소했습니다. 50Hz의 주파수를 갖는 PMF는 빛과 어둠에서 무묘의 지질함량을 유의하게 변화시켜 보정인자로 작용하는 것으로 결론지었다.
따라서 많은 저자의 연구에 따르면 전자기장의 영향으로 힘이 동원되고 신체의 에너지 매장량이 방출되며 생리 및 생화학 적 과정이 종자 발아의 초기 단계에서 활성화되고 대사 내 과정 및 발아 에너지, 발아, 강도, 초기 성장, 봄-여름 생존의 꾸준한 증가는 식물 발달의 전체 후속 기간에 유리하게 영향을 미칩니다.
그러나 그들은 화학적 방법에 비해 기술적으로 더 진보되고 환경적으로 안전하며 훨씬 저렴함에도 불구하고 널리 보급되지 않았습니다. 이러한 상황의 원인 중 하나는 기존의 방사선 처리 종자 처리 방법이 일관되게 높은 결과를 내지 못하기 때문입니다. 이것은 외부 조건의 변화, 종자 물질의 이질성 및 종자 세포와 전자기장 및 전하의 상호 작용의 본질에 대한 불충분한 지식 때문입니다.
1.3 레이저 조사가 식물 성장 및 발달에 미치는 영향
예로부터 토양 비옥도의 향상은 작물 생산의 생산성을 높이는 가장 중요한 조건으로 여겨져 왔습니다. 전 세계 과학자들의 막대한 자금과 노력은 토지 개간, 관개 및 농업의 화학화에 사용됩니다. 그러나 농업의 화학화 진행의 슬픈 역설은 질산염, 인산염, 살충제, 합성 성장 조절제의 과도한 사용 후 악의 그림자가 농작물, 음식, 물의 중독으로 이어지며 인간의 건강과 생명에 위협이 된다는 것입니다. 따라서 결과적으로 작물 생산의 생산성을 강화하는 새로운 방법과 방법의 개발이 강화되고 있습니다.
이러한 방법 중 하나의 형태로 레이저 또는 레이저 방사선이 제공됩니다. 현대 과학 센터는 작물 재배를 위한 현대 기술에 큰 관심을 갖기 시작하면서 이러한 조건에서 식물의 성장과 발달에 자극적인 영향을 미치는 다양한 물리적 요인으로 농작물에 영향을 미치기 위한 여러 방법이 개발되었으며 궁극적으로는 , 작물 자체의 수확량. 식물이나 그 씨앗은 강력한 자기장 또는 전기장에 배치되어 이온화 방사선 또는 플라즈마로 문화에 영향을 미치고 집중된 햇빛(현대 인공적으로 생성된 방사선 소스의 빛)을 조사하기 시작했습니다.
전체적으로 레이저 가공의 작용은 자연에 노출될 때 외부 요소가 유입되지 않기 때문에 생태 및 환경 안전 측면에서 긍정적인 요소이기 때문에 구체적이라고 할 수 있습니다.
레이저에 노출시키는 방법은 종자를 미리 파종하는 다른 기존의 물리적 및 화학적 방법에 비해 충분한 수의 이점을 집중시킵니다. 즉:
1) 다양한 토양 및 기후 조건의 배경에 대한 작물 수확량의 안정적인 증가;
2) 농산물의 품질 향상(당, 비타민, 단백질 및 글루텐 함량 증가);
3) 종자의 현장 발아를 증가시키고 성장 과정을 향상시켜 파종율을 10-30% 감소시킬 가능성(품종, 작물 유형, 가공 빈도에 따라 다름);
4) 다양한 질병에 의한 손상에 대한 식물의 저항성 증가;
5) 종자 및 서비스 직원을 위한 가공의 무해함.
그러나 종자와 식물에 레이저 조사의 긍정적인 효과도 고려해야 하는 단점이 있습니다. 따라서 활성화 효과의 크기와 재현성은 종자의 상태에 따라 달라지며, 이는 저장 및 조사 중에 많은 자연적 및 제어할 수 없는 요인의 영향을 받습니다. 또한 특정 조건에서 최적의 양으로 종자를 조사하면 식물 활동에 전혀 영향을 미치지 않을 수 있으며 심지어 우울한 영향을 미칠 수도 있습니다.
F.D. Samuilov는 스핀 프로브를 사용하여 Lvov-1 전자 레이저를 사용하여 조사된 옥수수(Zea mays L.) 종자의 배와 배유에서 수성 배지의 미세점도를 연구했습니다. 팽윤 동안 물과 함께 종자에 의해 흡수된 니트록실 라디칼(탐침)의 EPR 스펙트럼의 매개변수에 따라, 종자의 배아 및 배유에서 C 탐침의 회전 확산의 상관 관계 시간이 결정되었습니다. 조사되지 않은 종자에 비해 조사된 종자의 배아에서 프로브의 C 감소가 발견되었고 종자 팽윤 시간에 대한 C 값의 의존성이 확립되었다. 레이저 조사의 작용하에 종자 배아의 세포에서 수성 매질의 미세 점도가 감소하고 프로브의 이동성이 증가한다는 결론을 내립니다. 종자 배유의 C 프로브에 대한 조사의 영향은 덜 나타나며 프로브 이동성의 증가도 동반됩니다.
따라서 레이저 처리 방법은 사전 파종 종자 준비의 물리적 및 화학적 방법에 비해 많은 장점이 있습니다. 여기에는 농산물 품질 향상(당, 비타민, 단백질 및 글루텐 함량 증가)이 포함됩니다. 종자의 현장 발아를 증가시키고 성장 과정을 향상시켜 파종율을 10-30 % 감소시킬 가능성; 종자 및 서비스 직원을 위한 무해한 처리; 짧은 노출 시간. 그러나 레이저 종자 처리는 매우 고가이므로 농장에서 널리 사용되지 않습니다. 감마선 조사는 일부 재배 식물의 종자 발아를 가속화하고 현장 발아 및 생산적인 줄기의 수를 증가시켜 결과적으로 수확량(최대 13%)을 가능하게 합니다. 단점은 재배 기간 동안 기상 조건에 대한 파종 전 조사 효과의 의존성, 식물의 여러 경제적 특성에 대한 부정적인 영향, 식물의 호흡 체계의 강도 감소를 포함합니다. 이 자극 방법의 주요 단점은 치료 용량의 증가가 치명적일 수 있다는 것입니다.
2. 연구의 대상 및 방법
이 연구는 벨로루시 주립 교육 대학의 식물학 및 농업 기초학과에서 수행되었습니다. M. Tanka와 BSU의 물리학부.
2.1 연구 대상
연구의 대상은 보리 품종 Yakub의 종자입니다. 이 다양한 벨로루시 선택은 Republican Unitary Enterprise "농업을 위한 벨로루시 국립 과학 아카데미의 과학 및 실용 센터"에서 획득했으며 2002년 국가 등록부에 포함되었습니다.
형태적 특징품종.중간 유형의 분얼 단계에 있는 식물. 줄기는 최대 100cm 높이이며 귀의 위치는 반 직립입니다. 스파이크는 최대 10cm 길이의 2열 원통형이며 스파이크당 26-28개의 작은 이삭이 있습니다. 귀와 관련하여 중간 길이의 천. 필름 같은 곡물. 복부 홈은 사춘기가 아닙니다. caryopsis의 aleurone 층은 약간 착색되어 있습니다. 개발 유형 - 봄.
경제적 및 생물학적 특성품종.시리얼 종류. 알갱이 크기 - 높음(1000알의 무게 - 45-50g). 고단백 품종(평균 단백질 함량 15.4%, 헥타르당 단백질 생산량 최대 6.0q). 중간 후기 품종. 평균 수확량 - 42.3 q/ha , 중 2001년 Shchuchinsky GSU에서 79.3 c/ha의 최대 수확량을 얻었습니다. 숙박과 가뭄에 적당히 저항합니다. 질병 저항성. 성장 조건에 대한 높은 요구. 살균제에 대한 높은 반응성. 제초제에 대한 중간 감도.
2.2 연구 방법
연구 방법 - 실험, 비교 방법.
경험은 다음 옵션을 기반으로 했습니다.
1) 방제(처리하지 않은 종자);
2) 15분 동안 660 nm 파장으로 종자 처리;
3) 30분 동안 660 nm 파장으로 종자 처리;
4) 15분 동안 775 nm의 파동으로 종자 처리
5) 775 nm 파장으로 30분 동안 종자 처리.
옵션 2-5에서 레이저 노출(P)의 전력은 100mW입니다.
종자 처리는 레이저 시스템에서 수행되었습니다(그림 2.2).
3번의 경험을 반복합니다. 반복되는 종자 수 - 20 개.
실험실 조건에서 발아 및 종자 발아 에너지가 결정되었습니다. 이를 위해 곡물 종자를 약 섭씨 23도의 온도에서 7일 동안 발아시켰다.
정의보리 새싹의 유사점. 정상적으로 발아된 묘목을 생산할 수 있는 종자의 수를 확립하기 위해 발아를 결정하였다. 정상적으로 발달한 묘목에서 발아근은 적어도 종자 길이의 절반이어야 합니다. 한 시료의 종자 발아량을 계산하기 위해 정상적으로 발아된 종자의 수를 발아율을 고려하여 합산하여 그 총수를 %로 표시하였다. 이 실험의 과정에서 7일째에 같은 장소에서 모종을 정량적으로 계수하였다.
발아 에너지의 결정.발아 에너지는 발아와 함께 한 분석에서 결정되었지만 정상적으로 발아된 종자는 3일째에 계수하였다.
정상적으로 발달한 묘목에서, 발아뿌리는 적어도 종자의 길이 또는 직경이어야 하고 일반적으로 뿌리털이 있어야 하며, 새싹은 종자 길이의 적어도 절반이어야 한다. 여러 뿌리(보리, 밀, 호밀)로 발아하는 종은 적어도 두 개의 뿌리가 있어야 합니다.
3. 보리 종자의 성장률에 대한 레이저 조사의 영향
연구 결과 보리 종자의 성장률, 즉 발아 에너지와 발아에 대한 레이저 효과의 선택적 특성이 확립되었습니다. 일반적으로 종자의 상태에 따라 작물의 양과 품질이 결정됩니다.
발아 에너지는 종자 발아의 친화성과 속도를 나타냅니다. 발아 에너지는 분석을 위해 채취한 샘플에서 정상적으로 발아된 종자의 비율입니다.
연구 결과(그림 3.1) 보리 종자의 발아 에너지는 파장 775nm의 레이저를 30분간 조사했을 때 가장 높게 나타났다(그림 3.1). 대조군과 비교하여 54% 증가하여 54%에 달하였다.
15분 동안 동일한 파장으로 조사된 종자는 발아 에너지가 27% 더 낮았습니다. 이는 대조 결과보다 1.3배 낮습니다.
660 nm의 파장을 조사한 종자는 30분간 조사했을 때 발아 에너지가 더 낮았다. 대조군과 비교하여 77% 감소하여 8%에 달했다. 동일한 파장으로 15분간 조사했을 때 이 지표도 대조군에 비해 46% 감소하여 19%에 달하였다.
종자 발아는 파종 품질의 중요한 지표 중 하나입니다. 발아량이 10~20% 감소해도 수확량은 2~3배 감소합니다.
연구 기간 동안 보리 종자의 실험실 발아에 대한 레이저 처리의 부작용이 확인되었습니다(그림 3.2).
가장 우울한 것은 길이 660nm의 파동을 30분간 처리한 것이었다. 이 변종에서는 대조군(85%)과 비교하여 발아율이 75% 감소하여 21%에 달했습니다. 종자에 같은 파장을 15분간 조사하면 발아 증가가 관찰되지만 대조군 값을 초과하지 않는다. 이 지표는 대조군보다 18% 낮고 70%에 달합니다.
775 nm의 파장으로 종자를 처리하면 대조군에 비해 발아가 33%(노출 15분) 및 25%(노출 30분) 감소되었습니다.
따라서 레이저 처리는 보리 종자의 발아 에너지에도 긍정적인 영향을 미치지 않았습니다. 660 nm 광선으로 30분간 처리한 것이 종자 발아에 가장 억제적인 영향을 미쳤다.
결론
따라서 이 주제에 대한 문헌을 연구한 결과 다음과 같은 결론을 도출할 수 있습니다.
1. 종자를 화학 물질로 미리 파종하는 것은 높은 인건비와 공정의 낮은 제조성과 관련이 있습니다. 또한 종자 소독을 목적으로 살충제를 사용하는 것은 환경에 큰 피해를 줍니다.
2. 전자기장의 영향으로 힘이 동원되고 신체의 에너지 비축량이 방출되고 생리 및 생화학 적 과정이 종자 발아 초기 단계에서 활성화되며 대사 내 과정이 증가하고 꾸준히 증가합니다. 발아 에너지, 발아, 강도, 초기 성장, 봄-여름 생존에서 유리한 것은 식물 발달의 전체 후속 기간에 영향을 미칩니다. 그러나 그들은 화학적 방법에 비해 기술적으로 더 진보되고 환경적으로 안전하며 훨씬 저렴함에도 불구하고 널리 보급되지 않았습니다. 이러한 상황의 원인 중 하나는 기존의 방사선 처리 종자 처리 방법이 일관되게 높은 결과를 내지 못하기 때문입니다. 이것은 외부 조건의 변화, 종자 물질의 이질성 및 종자 세포와 전자기장 및 전하의 상호 작용의 본질에 대한 불충분한 지식 때문입니다.
3. 레이저 처리 방법은 미리 파종 종자 처리의 물리적 및 화학적 방법에 비해 많은 장점이 있습니다.
농산물 품질 개선(당, 비타민, 단백질 및 글루텐 함량 증가)
· 종자의 현장 발아를 증가시키고 성장 과정을 강화하여 파종율을 10-30% 감소시킬 가능성;
종자 및 서비스 직원을 위한 가공의 무해;
다양한 질병에 의한 손상에 대한 식물의 저항성 증가;
충격의 짧은 지속 시간
· 일부 재배 식물의 종자 발아, 현장 발아 및 생산적인 줄기의 수 증가 및 결과적으로 생산성(최대 13%).
이 방법의 단점은 다음과 같습니다.
· 재배 기간 동안 기상 조건에 대한 파종 전 조사 효율의 의존성;
· 식물의 여러 경제적 특성에 대한 부정적인 영향, 식물의 호흡 체계의 강도 감소;
· 치료 용량을 늘리면 사망에 이를 수 있습니다.
매우 비싸므로 경제에서 널리 사용되지 않습니다.
4. 연구 결과를 바탕으로 다음과 같은 결론을 도출할 수 있습니다.
레이저 처리는 30분 동안 775 nm 파장의 광선을 사용한 변종을 제외하고 보리 변종 Yakub 종자의 발아 에너지에 긍정적인 영향을 미치지 않았습니다. 이 변형에서는 대조군과 비교하여 Eve가 54% 증가했습니다.
파장과 노출에 관계없이 100mW의 출력으로 레이저를 사용하면 실험실 조건에서 보리 종자의 발아가 감소했습니다. 660 nm 광선으로 30분간 처리한 것이 종자 발아에 가장 억제적인 영향을 미쳤다.
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