Begin in de wetenschap. De invloed van chemische elementen op de groei en ontwikkeling van planten Hoofdstuk II

GEMEENTELIJKE ONDERWIJSINSTELLING

SECUNDAIRE ONDERWIJSSCHOOL №79

ORDZHONIKIDZEVSKY DISTRICT, UFA CITY DISTRICT

Project Werk

Onderwerp: "De invloed van chemicaliën op de groei en ontwikkeling van planten"

Makasheva D., Mustafina D.

Hoofd: Tatigildina TS,

scheikundeleraar

Oefa-2015

Onderwerp: “ Het effect van chemicaliën op de groei en ontwikkeling van planten ”

Doel: studie van het vermogen om ionen van chemische elementen door planten te accumuleren en hun effect opgroei en ontwikkelingplanten en mensen, vergelijking van informatie uit de gebruikte literatuur met de resultaten van een wetenschappelijk experiment.

Projectdoelen:

Vertrouwd raken met chemische elementen die verband houden met verontreinigende stoffen.

Onderzoek doen naar het effect van ionen van bepaalde chemicaliën op de groei en ontwikkeling van planten.

Onthul: of metaalionen zich ophopen in de plant.

Hoe metaalionen (vooral zware) het lichaam van planten en mensen beïnvloeden

Onderzoeksmethoden:

Bepaling van basisinformatie voor onderzoek op basis van wetenschappelijke en referentieliteratuur.

Bereid oplossingen met zware metaalionen voor en zet het experiment op.

Observeer de planten.

Bepaal het effect van zware metaalionen op bladkleur, wortellengte, lengte wortelharen, plantontwikkeling.

Voer een chemische analyse van de plant zelf uit om het gehalte aan zware metaalionen in de plant te bepalen.

Inhoud:

1. Inleiding.

2. Relevantie.

3. Theoretisch gedeelte:

4. Experimenteel gedeelte:

5. Conclusie

6. Referenties

1. Inleiding.

“De mensheid als geheel genomen,

wordt een machtige geoloog

ische kracht."

IN EN. Vernadsky

Elke chemische verontreiniging is het verschijnen van een chemische stof op een plaats die er niet voor bedoeld is. Vervuiling die ontstaat tijdens menselijke activiteiten is de belangrijkste factor van de schadelijke effecten ervan op de natuurlijke omgeving.. De stad Oefa is een groot broeinest van intensieve vervuiling van het milieu met zware metalen en andere chemische stoffen. In zo'n dichtbevolkte stad is de impact vanchemische substantiesop de menselijke gezondheid, zowel thuis als op het werk en op onderwijsplaatsen.Duizenden tonnen verontreinigende stoffen, ongeveer 200 soorten verontreinigende stoffen, waarvan de meeste giftig zijn, komen via het wegvervoer de atmosferische lucht van de stad binnen. Het grootste deel van de schadelijke uitstoot van auto's bestaat uit koolstof- en stikstofoxiden, koolwaterstoffen en zouten van zware metalen. Lucht- en bodemverontreiniging begint wanneer de kritische belasting van wegen door voertuigen wordt overschreden, dat is meer dan 700-800 voertuigen per dag. De bevolking die in de buurt van snelwegen woont, wordt blootgesteld aan verhoogde concentraties van giftige stoffen.

2. Relevantie:

Relevantie Ons onderzoek volgt uit het feit dat woningen en werkplekken bijna altijd slecht geventileerd worden en dat bronnen van zware metalen meestal over het hoofd worden gezien. Vooral planten die in elk huis of appartement staan, zijn vatbaar voor schadelijke effecten. Planten stapelen zich gemakkelijk opchemische substantiesen niet in staat tot actieve beweging.Plantenvoeding is de belangrijkste bron van zware metalenen andere stoffenin het menselijk lichaam en dieren. Daarmee komt van 40 tot 80% van de ionen van zware metalen, en slechts 20-40% - met lucht en water. Daarom hangt de gezondheid van de bevolking grotendeels af van de mate van accumulatie van metalen in planten die voor voedsel worden gebruikt.Bijgevolg kan hun toestand worden gebruikt om de ecologische situatie te beoordelen. En aangezien planten bio-indicatoren zijn, dat wil zeggen dat veel veranderingen specifieke manifestaties hebben, zijn ze ideaal voor onderzoekswerk. In dit werk ontdekken we dus precies hoe chemicaliën de groei en ontwikkeling van planten beïnvloeden.

Het werk is gebaseerd op een vergelijking van gegevens uit literaire bronnen en een wetenschappelijk experiment, evenals de analyse ervan.

De belangrijkste factoren voor plantengroei en -ontwikkeling zijn warmte, licht, lucht, water en voedsel. Al deze factoren zijn even noodzakelijk en vervullen bepaalde functies in het plantenleven..

3. Theoretisch gedeelte:

3.1. Plantengroei- en ontwikkelingsfactoren.

De levenscyclus van groei en ontwikkeling is verdeeld in bepaalde stadia - fasen. Omgevingscondities hebben een sterke invloed op de processen van plantengroei en -ontwikkeling.

WARMTE. Planten hebben tijdens alle groei- en ontwikkelingsperioden warmte nodig, zowel in de lucht als in de bodem. De warmtebehoefte van verschillende gewassen is niet gelijk en hangt af van herkomst, soort, biologie, ontwikkelingsfase en leeftijd van de plant.

LICHT. De belangrijkste lichtbron is de zon. Alleen in het licht maken planten complexe organische verbindingen aan uit water en koolstofdioxide uit de lucht. De duur van de belichting heeft een sterk effect op de groei en ontwikkeling van planten. Planten zijn niet hetzelfde als het gaat om lichtomstandigheden. Zuidelijke planten hebben minder dan 12 uur daglicht nodig voor snellere bloei en vruchtvorming, dit zijn kortedagplanten; naar het noorden - meer dan 12 uur, dit zijn planten van een lange dag.

WATER. Vochtigheid niet alleen van de bodem, maar ook van de lucht is noodzakelijk voor de plant gedurende zijn hele leven. Allereerst wekt water, samen met warmte, de plant tot leven. De resulterende wortels zuigen het samen met de daarin opgeloste minerale zouten uit de grond. Water (in volume) is het hoofdbestanddeel van de plant. Ze werkt mee aan de aanmaak van organische stoffen en draagt ​​ze in opgeloste vorm rond de plant. Dankzij water lost kooldioxide op, komt er zuurstof vrij, vindt stofwisseling plaats en wordt de gewenste temperatuur van de plant gewaarborgd. Bij voldoende toevoer van vocht in de bodem verloopt de groei, ontwikkeling en vruchtvorming normaal; gebrek aan vocht vermindert de opbrengst en productkwaliteit drastisch.

LUCHT. Planten halen de koolstofdioxide die ze nodig hebben uit de lucht, de enige bron van koolstofvoeding. Het gehalte aan kooldioxide in de lucht is verwaarloosbaar en bedraagt ​​slechts 0,03%. De lucht is verrijkt met koolstofdioxide, voornamelijk door het vrijkomen uit de bodem. Een belangrijke rol bij de vorming en afgifte van kooldioxide door de bodem wordt gespeeld door organische en minerale meststoffen die op de bodem worden toegepast. Hoe krachtiger de processen van vitale activiteit van micro-organismen in de bodem plaatsvinden, hoe actiever de afbraak van organische stoffen verloopt, en dus hoe meer kooldioxide er vrijkomt in de bodemlaag van de lucht.

VOEDING VAN PLANTEN. Planten hebben verschillende voedingsstoffen nodig voor een normale groei en ontwikkeling. De belangrijkste - stikstof, fosfor, kalium, zwavel, magnesium, calcium, ijzer - worden door planten uit de bodem verkregen. Deze elementen worden in grote hoeveelheden door planten geconsumeerd en worden macronutriënten genoemd. Borium, mangaan, koper, molybdeen, zink, silicium, kobalt, natrium, die ook nodig zijn voor planten, maar in kleine hoeveelheden, worden sporenelementen genoemd.

3.2. De invloed van zware metalen op de groei en ontwikkeling van planten.

Zware metalen zijn biologisch actieve metalen. Zware metalen zijn verontreinigende stoffen die in alle omgevingen moeten worden gecontroleerd. De term "zware metalen", die een brede groep verontreinigende stoffen kenmerkt, wordt nu veel gebruikt. Zware metalen in het milieu kregen veel aandacht toen duidelijk werd dat ze ernstige ziekten kunnen veroorzaken.

Zware metalen omvatten meer dan 40 metalen van het periodiek systeem van D.I. Mendelejev met een atoommassa van meer dan 50 atoomeenheden: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi, enz. In overeenstemming met de classificatie van N. Reimers, zwaar moet worden beschouwd als metalen met een dichtheid van meer dan 8 g / cm3: Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. Zware metaalionen zijn niet biologisch afbreekbaar en kunnen vluchtige gasvormige en zeer giftige organometaalverbindingen vormen.

De verraderlijkheid van zware metalen ligt in het feit dat ze het ecosysteem niet alleen snel, maar ook onmerkbaar vervuilen, omdat ze geen kleur, geur of smaak hebben. Het duurt erg lang om zware metalen uit het ecosysteem te verwijderen tot een veilig niveau, op voorwaarde dat hun inbreng volledig wordt gestopt.

Kobalt. Aanwezig in plantenweefsels, neemt kobalt deel aan metabolische processen. Het vermogen om dit element op te hopen in peulvruchten is hoger dan in granen en groenten. Kobalt neemt deel aan de enzymatische systemen van knobbelbacteriën die atmosferische stikstof fixeren; stimuleert de groei, ontwikkeling en productiviteit van peulvruchten en planten van een aantal andere families. In microdoses is kobalt een essentieel element voor het normaal functioneren van veel planten en dieren. Hoge concentraties van kobaltverbindingen zijn echter giftig.

Een tekort aan kobalt in het lichaam leidt tot de ontwikkeling van megaloblastaire anemie van het Birmer-type. Overtollig kobalt draagt ​​bij aan de ontwikkeling van polycytemie. Dit komt door het feit dat kobalt de processen van erytropoëse reguleert, een onderdeel is van vitamine B12, dat wil zeggen, het is een antianemische factor (cyanocobalamine).

Molybdeen vooral belangrijk voor peulvruchten; het concentreert zich in peulvruchtknollen, bevordert hun vorming en groei en stimuleert de fixatie van atmosferische stikstof door knobbelbacteriën.

Molybdeen heeft niet alleen een positief effect op peulvruchten, maar ook op bloemkool, tomaten, suikerbieten, vlas, enz. Planten die wijzen op een gebrek aan molybdeen kunnen tomaten, kool, spinazie, sla, citroenen zijn.

Molybdeen is niet alleen nodig voor het proces van eiwitsynthese in planten, maar ook voor de synthese van vitamine C en caroteen, de synthese en beweging van koolhydraten en het gebruik van fosfor.

Bij mensen remt molybdeen de groei van botweefsel. Tijdens het metabolisme is molybdeen nauw verbonden met koper, wat het effect op interne organen en botten corrigeert.

Nikkel ... Planten in de buurt van nikkelafzettingen kunnen aanzienlijke hoeveelheden nikkel ophopen. Tegelijkertijd worden de verschijnselen van endemische plantenziekten waargenomen, bijvoorbeeld de lelijke vormen van asters, die een biologische en soortindicator kunnen zijn bij het zoeken naar nikkelafzettingen.

Typische symptomen van het schadelijke toxische effect van nikkel: chlorose, het verschijnen van een gele verkleuring gevolgd door necrose, stopzetting van de wortelgroei en het verschijnen van jonge scheuten of scheuten, vervorming van plantendelen, ongebruikelijke vlekken, in sommige gevallen - de dood van de hele fabriek.

Het is bekend dat nikkel deelneemt aan enzymatische reacties bij dieren en planten. Bij dieren hoopt het zich op in verhoornde weefsels, vooral in veren. Het verhoogde nikkelgehalte in de bodem leidt tot endemische ziekten - lelijke vormen verschijnen in planten, bij dieren - oogziekten die verband houden met de ophoping van nikkel in het hoornvlies.

Nikkel is de belangrijkste oorzaak van allergieën (contactdermatitis) voor metalen die in contact komen met de huid (sieraden, horloges, denim klinknagels).

Mangaan. Het gemiddelde mangaangehalte in planten is 0,001%. Mangaan dient als katalysator voor de ademhaling van planten en neemt deel aan het proces van fotosynthese.

Bij een gebrek aan mangaan in de bodem ontstaan ​​plantenziekten, in het algemeen gekenmerkt door het verschijnen van chlorotische vlekken op de bladeren van planten, die later foci van necrose (dood) worden. Meestal is er bij deze ziekte een vertraging in de groei van planten en hun dood.

Bij mensen, met een teveel aan mangaan, zijn de buisjes van zenuwcellen verstopt. De geleidbaarheid van de zenuwimpuls neemt af, met als resultaat dat vermoeidheid, slaperigheid toeneemt, de reactiesnelheid, efficiëntie afneemt, duizeligheid, depressieve, depressieve toestanden.

Koper essentieel voor het leven van plantaardige organismen. Bijna al het koper in de bladeren is geconcentreerd in chloroplasten en is nauw verwant aan de processen van fotosynthese; koper stabiliseert chlorofyl, beschermt het tegen vernietiging.

Koper is een vitaal element dat deel uitmaakt van veel vitamines, hormonen, enzymen, ademhalingspigmenten, deelneemt aan metabolische processen, weefselademhaling, enz.

Bij een gebrek aan koper bij mensen kan men een remming van de ijzeropname, remming van hematopoëse, verslechtering van het cardiovasculaire systeem, een verhoogd risico op coronaire hartziekten, verslechtering van de conditie van bot en bindweefsel, verminderde botmineralisatie, osteoporose, botbreuken, enz.

Met overtollige inhoud, functiestoornissen van het zenuwstelsel (geheugenstoornis, depressie, slapeloosheid) en nog veel meer.

Zink. Gemiddeld wordt 0,0003% zink gevonden in planten. Planten die groeien in omstandigheden van zinkgebrek zijn arm aan chlorofyl; chlorofylrijke bladeren daarentegen bevatten de maximale hoeveelheden zink.

Onder invloed van zink neemt het gehalte aan vitamine C, caroteen, koolhydraten en eiwitten in een aantal plantensoorten toe, zink bevordert de groei van het wortelstelsel en heeft een positief effect op vorstbestendigheid, maar ook op hitte, droogte en zout weerstand van planten. Zinkverbindingen zijn van groot belang voor vruchtvormingsprocessen.

Als een persoon normale zinkniveaus heeft, werkt hun immuunsysteem als een klok.

Een teveel aan zink kan de metabole evenwichten van andere metalen verstoren.

Ijzer. Het ijzergehalte in planten is laag, meestal honderdsten van procenten. IJzer maakt deel uit van de enzymen die de vorming van chlorofyl katalyseren en speelt een actieve rol in redoxprocessen.

Bij een gebrek aan ijzer verandert niet alleen de kleur van jonge bladeren, maar ook de fotosynthese, de plantengroei vertraagt.

Een overmaat aan ijzer (een overdosis van 200 mg en meer) veroorzaakt echter slakvorming van het lichaam op cellulair niveau, wat leidt tot siderose.

Lood in planten vervult het geen biologisch belangrijke functies en is het een absoluut oxidatiemiddel.

Loodtoxiciteit komt tot uiting in vertraagde ontkieming en groei van zaden, chlorose, verwelking en dood van planten.

Voor levende organismen zijn lood en zijn verbindingen vergiften die voornamelijk inwerken op het zenuwstelsel en het cardiovasculaire systeem, maar ook rechtstreeks op het bloed. Het toxische effect van lood houdt verband met het vermogen om calcium in botten en zenuwvezels te vervangen.

Barium is aanwezig in alle plantenorganen. Zijn biologische rol is niet geïdentificeerd, het accumuleert, maar heeft geen invloed op ontwikkeling en groei. Barium is giftig voor dieren en mensen, daarom veroorzaken kruiden met veel barium vergiftiging.

Zware metalen zijn een noodzakelijk onderdeel van alle levende organismen. In de biologie worden ze sporenelementen genoemd. Maar de ophoping van zware metalen heeft een negatief effect op het plantenorganisme. Bijvoorbeeld tot een afname van de groeisnelheid, verwelking van het bovengrondse deel van de plant, schade aan het wortelstelsel of tot een verandering in de waterhuishouding, enz. Bij dieren verschijnen ziekten van verschillende orgaansystemen: ademhalings-, spijsverterings-, endocriene en zenuwstelsel.

De reden voor de ophoping van een verhoogde hoeveelheid metalen in planten is bodemverontreiniging. Zouten van zware metalen gaan geleidelijk over in een oplosbare vorm en komen het wortelstelsel van planten binnen. Ook kunnen zouten van zware metalen gedurende korte tijd in de lucht zijn en vergiftiging van de luchtwegen veroorzaken.

Wanneer het gehalte aan zware metalen in het lichaam de maximaal toelaatbare concentratie overschrijdt, begint hun negatieve invloed op de mens. Naast directe gevolgen in de vorm van vergiftiging, zijn er ook indirecte - zware metaalionen verstoppen de kanalen van de nieren en de lever, waardoor het vermogen van deze organen om te filteren wordt verminderd. Als gevolg hiervan hopen toxines en afvalproducten van cellen zich op in het lichaam, wat leidt tot een algemene verslechtering van de menselijke gezondheid.

Het hele gevaar van blootstelling aan zware metalen is dat ze voor altijd in het menselijk lichaam blijven. Je kunt ze alleen verwijderen door eiwitten in melk en eekhoorntjesbrood te consumeren, evenals pectine, dat te vinden is in marmelade en fruit- en bessengelei.

4. Experimenteel gedeelte:

4.1 Onderzoeksresultaten. Analyse van vaste stoffen.

Het doel van het experimentele deel van het onderzoek is het verwerken van gegevens over het effect van de zware metaalzouten van lood en zout op de groei en ontwikkeling van planten en het vergelijken van de informatie met de eindresultaten van het experiment. Het effect van loodzouten en zout is onvoldoende onderzocht, wat vooral interessant is voor onderzoek. Voor het onderzoek werd een snelgroeiende eetbare plant geselecteerd uit het geslacht van eenjarige kruidachtige planten uit de Cereals-familie, oftewel Bluegrass - Oats. Deze plant is gekozen vanwege zijn niet veeleisendheid voor verschillende grondsoorten en vanwege zijn vitaliteit. Haver groeit snel en is een bio-indicator, waardoor het het meest succesvolle object is om in korte tijd experimenten uit te voeren.

Als giftige ionen hebben we gekozen voor lood- en zoutionen, omdat ze zich ophopen in planten en niet worden uitgescheiden als gevolg van de stofwisseling. Daarnaast kunnen loodzouten en zouten ernstige vergiftigingen in het lichaam veroorzaken.

Haver werd verbouwd in september-oktober 2015. De grond en de hoeveelheid grond waren voor alle monsters gelijk. Tijdens het experiment werd regelmatig geobserveerd - planten meten, visuele beoordeling van de staat van haver in verschillende groepen, planten fotograferen. In totaal werden vijf controlegroepen planten genomen, waaraan een matige hoeveelheid granen deelnamen, die werden bewaterd met water dat zware metalen bevat: kopersulfaat, natriumchloride, evenals regenwater uit een plas (VD), bemest water (humus) , en gewoon bezonken water uit de aftapkraan (bediening). Twee potten, die werden bewaterd met water uit een plas (water werd verzameld op de Koltsevaya-straat). Eén pot werd bewaterd met een oplossing van water + humus (deze was gekocht in een winkel). Planten die zijn bewaterd met water dat CuSO4 (koper II-sulfaat) bevatconcentratie 0,05g / 10l.Planten bewaterd met water dat NaCl (natriumchloride) -2% oplossing bevat.

Deze concentraties zijn juist gekozen vanwege het ontbreken van analytische balansen in het scheikundig laboratorium van het gymnasium. Schoolweegschalen laten stoffen met een massa van minimaal 0,02 mg wegen, daarom werd om de concentratie van stoffen te verminderen een volume van 10 liter water genomen.

Controle (water). Water (waterstofoxide) is een binaire anorganische verbinding met de chemische formule H2O. Een watermolecuul bestaat uit twee waterstof- en één zuurstofatoom, die verbonden zijn door een covalente binding. Onder normale omstandigheden is het een transparante vloeistof, kleurloos (in een klein volume), geur en smaak. In vaste toestand wordt het ijs genoemd (ijskristallen kunnen sneeuw of rijp vormen), en in gasvormige toestand wordt het waterdamp genoemd. Water kan ook voorkomen als vloeibare kristallen (op hydrofiele oppervlakken).

Ongeveer 71% van het aardoppervlak is bedekt met water (oceanen, zeeën, meren, rivieren, ijs) - 361,13 miljoen km2. Op aarde bevindt ongeveer 96,5% van het water zich in de oceanen, 1,7% van de wereldreserves zijn grondwater, nog eens 1,7% zijn gletsjers en ijskappen van Antarctica en Groenland, een klein deel bevindt zich in rivieren, meren en moerassen, en 0,001% in wolken (gevormd uit ijsdeeltjes en vloeibaar water zwevend in de lucht) Het meeste water op aarde is zout, ongeschikt voor landbouw en drinkwater. Het aandeel zoet water is ongeveer 2,5% en 98,8% van dit water bevindt zich in gletsjers en grondwater. Minder dan 0,3% van al het zoete water bevindt zich in rivieren, meren en de atmosfeer, en een nog kleinere hoeveelheid (0,003%) wordt aangetroffen in levende organismen.Het is een goed zeer polair oplosmiddel. Onder natuurlijke omstandigheden bevat het altijd opgeloste stoffen (zouten, gassen).

De rol van water bij het ontstaan ​​en het in stand houden van het leven op aarde, in de chemische structuur van levende organismen, bij de vorming van klimaat en weer is uiterst belangrijk. Water is de belangrijkste substantie voor alle levende wezens op planeet Aarde.

Humus (meststof). De belangrijkste indicator voor bodemvruchtbaarheid is het gehalte aan humus - het belangrijkste bestanddeel van organische stof in de bodem.

Bodems die arm zijn aan organische stof (humus) worden minder bestand tegen de constante actieve impact van grondbewerkingswerktuigen onder omstandigheden van intensief gebruik en verliezen sneller agronomisch waardevolle eigenschappen zoals structuur, dichtheid, capillariteit, waterdoorlatendheid en vochtcapaciteit, die ook indicatoren zijn van bodemvruchtbaarheid.

En als we er ook rekening mee houden dat humus de belangrijkste bron van voedingsstoffen is, omdat het bijna alle stikstof van de bodem bevat - 98-99%; ongeveer 60% fosfor en zwavel, evenals een aanzienlijk deel van andere voedingsstoffen, is de bezorgdheid van landbouwspecialisten over een sterke afname van de humusreserves in verschillende bodems begrijpelijk.

Plaswater (regenwater). Een van de vormen van atmosferische neerslag is regenwater (DV). Onder omstandigheden van een vervuilde atmosfeer komen stikstof- en zwaveloxiden en daarin oplossend stof in het regenwater terecht.

In West-Europa en veel delen van de Verenigde Staten van Amerika en de Russische Federatie is regenwater in de eerste paar minuten regen vuiler dan afvloeiend water in de stad (om deze reden mag u niet blootshoofds in de regen lopen).

Wanneer aanzienlijke hoeveelheden zwavel en stikstofoxiden oplossen in regenwater, valt er zure regen. Zelfs in landelijke gebieden mag regenwater niet worden gebruikt om te drinken.

Kopersulfaat (2) (CuSO4). Kopersulfaat (II) (kopersulfaat) is een anorganische verbinding, een koperzout van zwavelzuur met als formule CuSO4. Niet vluchtig, geurloos. Watervrije substantie, kleurloos, ondoorzichtig, zeer hygroscopisch. Kristallijne hydraten zijn transparante niet-hygroscopische kristallen van verschillende tinten blauw met een bitter-metaalachtige smaak; ze eroderen geleidelijk aan in de lucht (ze verliezen kristallisatiewater). Koper(II)sulfaat is goed oplosbaar in water. Blauw pentahydraat CuSO4 5H2O - kopersulfaat kristalliseert uit waterige oplossingen. De toxiciteit van kopersulfaat voor warmbloedige dieren is relatief laag, tegelijkertijd is het zeer giftig voor vissen.

De hydratatiereactie van watervrij koper(II)sulfaat is exotherm en verloopt met een aanzienlijke warmteontwikkeling.

Het komt van nature voor in de vorm van de mineralen chalcantiet (CuSO4 5H2O), chalcocyaniet (CuSO4), bonatiet (CuSO4 3H2O), butiet (CuSO4 7H2O) en andere mineralen.

Beschikt over desinfecterende, antiseptische, samentrekkende eigenschappen. Het wordt gebruikt in de geneeskunde, in plantengroei als een antiseptische, fungicide of koperzwavelmeststof.

Natriumchloride (NaCl, Natriumchloride) - natriumzout van zoutzuur. Het staat in het dagelijks leven bekend als tafelzout, waarvan het hoofdbestanddeel dat is. Natriumchloride wordt in aanzienlijke hoeveelheden aangetroffen in zeewater, waardoor het een zoute smaak krijgt. Het komt van nature voor in de vorm van het mineraal haliet (steenzout). Zuiver natriumchloride is een kleurloos kristal, maar met verschillende onzuiverheden kan de kleur een blauwe, violette, roze, gele of grijze tint aannemen. In de natuur komt natriumchloride voor in de vorm van het mineraal haliet, dat afzettingen van steenzout vormt tussen afzettingsgesteenten, tussenlagen en lenzen aan de oevers van zoutmeren en estuaria, zoutkorsten in kwelders en op de wanden van vulkaankraters en in solfataren. Een enorme hoeveelheid natriumchloride wordt opgelost in zeewater. De oceanen bevatten 4 × 1015 ton NaCl, dat wil zeggen dat uit elke duizend ton zeewater gemiddeld 1,3 ton natriumchloride kan worden verkregen. Door verdamping van spray uit zeewater zijn voortdurend sporen van NaCl in de atmosfeer aanwezig. In wolken op anderhalve kilometer hoogte bevat 30% van de druppels groter dan 10 micron NaCl. Het wordt ook gevonden in sneeuwkristallen.

De resultaten van onze waarnemingen worden gepresenteerd in de volgende vermeldingen:

waarnemingen:

Humus-oplossing

plas water

Zout oplossing

11.09.15

De zaden werden in de grond geplant en bewaterd met bepaald water voor langdurige ontkieming

12.09.15-13.09.15

Zonder wijzigingen

14.09 15

Zet wortels neer

Zonder wijzigingen

15.09.15

2 cm

1cm

4cm

2 cm

Zonder wijzigingen

16.09.15

Er zijn meer spruiten, verhoogd met 1,2 cm

Wortels verschenen

17.09.15

5 cm

5 cm

6 cm

7 cm

Wortels verschenen

18.09.15

10 cm

11 cm

12 cm

12cm

Wortels verschenen

19.09.15

12 cm

12 cm

15 cm

16 cm

Stuur spruiten

22.09.15

16 cm

18 cm

18 cm

19 cm, de uiteinden van de bladeren zijn droog, de bladeren zijn licht gekruld

1 cm

24.09.15

19 cm

17 cm

20 cm

22 cm, de uiteinden van de bladeren zijn erg droog

2 cm

27.09.15

21 cm

22 cm, de uiteinden van de bladeren zijn droog, de bladeren zijn licht gekruld

22 cm, de plant verwelkt

2,7 cm

4.10.15

22 cm, de uiteinden van de bladeren zijn iets droog

22,5 cm; de plant is verdord

23cm, de plant verwelkt

De uiteinden van de spruiten zijn verdord, de spruiten zelf liggen op de grond

4 cm

11.10.15

Knippen om zware metalen te detecteren

Uit de gegevens in de tabel volgt dat in vergelijking met de controlegroep de planten die geïrrigeerd waren met een oplossing van humus intensiever groeiden, de groei van haver die geïrrigeerd was met een oplossing van natriumchloride (zout) werd vertraagd.

Vaste stoffen analyse:

Na het einde van de studie van de groeisnelheid van haver, analyseerden we het droge residu op de aanwezigheid van lood-, koper-, chloorionen in elk monster. Hiervoor werden de planten gedroogd, elke groep planten werd apart verbranden opgelost in heet gedestilleerd water, werd de oplossing gefiltreerd en het droge residu werd geanalyseerd. We gebruikten reagentia voor koperionen: een oplossing van ammoniak en natriumsulfide, voor loodionen - kaliumjodide, voor chloorionen - zilvernitraat.

1. Kwalitatieve reactie op koperionen:

Cu +2 + OH -1 → Cu( OH) 2 (blauw)

Cu +2 + S -2 → CuS ↓(zwart)

1. Kwalitatieve reactie op loodionen:

Pb +2 + ik -1 → PbI ↓(geel)

1. Kwalitatieve reactie op chloorionen:

Ag +1 + kl -1 → AgCl↓ (wit)

In de controlegroep van planten werden geen koper- en loodionen gedetecteerd, er zijn sporen van chloor. In een groep planten die met water uit een plas werd bewaterd, werden in een kleine hoeveelheid loodionen gedetecteerd (de kleur was geelachtig, er viel een klein zwart neerslag uit), in een zeer kleine hoeveelheid koperionen en sporen van chloor. In het droge residu van planten bewaterd met een oplossing van kopersulfaat, bali, werden alleen sporen van koper gevonden. In de groep planten die geïrrigeerd waren met natriumchloride-oplossing, werden alleen grote hoeveelheden chloorionen gedetecteerd. In planten die met een humusoplossing werden bewaterd, werd behalve kleine sporen van chloorionen niets gevonden.

Gevolgtrekking

Naar aanleiding van de uitgevoerde werkzaamheden zijn wij tot de volgende conclusies gekomen:

Lood stimuleert de groei van haver en kan voortijdige plantensterfte veroorzaken.

Planten accumuleren koper en veroorzaken een lichte vertraging in de groei van haver en broze stengels.

Analyse van planten. bewaterd met water uit een plas bleek dat in dit water, verzameld langs de weg van de Koltsevaya-straat. bevat zowel loodionen als koperionen, wat een nadelig effect heeft op de groei en ontwikkeling van planten. De plant groeit enorm en verdort snel.

Onze studie van literaire bronnen en een experimentele studie maakten het mogelijk om de verkregen gegevens te vergelijken.

Literaire informatie: Informatie uit de literatuur geeft aan dat bij een teveel aan lood er sprake is van een afname van de opbrengst, onderdrukking van de fotosynthese, het verschijnen van donkergroene bladeren, verdraaiing van oude bladeren en afvallend gebladerte. Over het algemeen wordt het effect van een teveel aan lood op de groei en ontwikkeling van planten niet goed begrepen. Koper veroorzaakt giftige vergiftiging en vroegtijdige dood. Chloor remt de groei en ontwikkeling van planten en wordt gebruikt voor onkruidbestrijding.

Experimentele gegevens: Studies naar de teelt van haverplanten in aanwezigheid van verschillende ionen van zware metalen (lood en koper), evenals het effect van water uit een plas op de groei en ontwikkeling van een haverplant, toonden aan dat ze bladkrulling verhogen, en de uiteinden van de bladeren drogen uit. Humus ondersteunt de plantengroei matig. we kwamen tot de conclusie dat de literaire bronnen door onderzoek worden bevestigd.

Gevolgtrekking: De resultaten van ons werk zijn niet bemoedigend. Een hoog gehalte aan metaalkationen kan zich in het plantenorganisme concentreren en een vernietigend effect hebben, zelfs de dood. In de vereiste hoeveelheid zijn metaalkationen nodig voor alle levende organismen, zowel planten als dieren. Maar hun gebrek of overmaat veroorzaakt verschillende aandoeningen, kwalen en vrij ernstige ziekten. En als een plant die zich voedt met water dat rijk is aan ionen van deze metalen op onze tafel komt, hier is hij! Ik zou graag willen geloven dat ze met een afvalvrije productie zullen komen, er zal geen afvalwater, gasemissies en vast afval zijn

Bibliografie:

Achmetov NS Algemene en anorganische chemie. - M.: Hogere school, 1988.

Kazarenko VM Myagkostupova O.V., Onderzoeksworkshop.

Kriskunov E.A., Pasechnik V.V., Sidorin A.P. Ecology leerboek voor het 9e leerjaar uitgeverij schroot "Drofa" 1995

Scheikunde op school. - 2007 - Nr. 5 - p.55-62.

Scheikunde op school. -1998. - Nr. 4 -s.9-13.

Dobrolyubsky OK Sporenelementen en leven. - Jonge Garde, 1956

internet

Schuif 1

Het effect van het behandelen van bonenzaden met chemische oplossingen op de groei en ontwikkeling van planten

Schuif 2

Doel van het onderzoek: het stimulerende effect van zaadbehandeling met verschillende chemicaliën op de ontwikkeling van bonen achterhalen. Hypothese: Zaadbehandeling heeft een stimulerend effect op de plantontwikkeling

Schuif 3

Onderzoeksdoelen: een wetenschappelijke beschrijving geven van de stimulerende werking van verschillende chemicaliën op de ontwikkeling van planten; de experimentele techniek beheersen om het stimulerende effect van verschillende chemicaliën op de plantontwikkeling te identificeren; volgens de voorgestelde methodologie, het stimulerende effect van zes chemicaliën op de ontwikkeling van bonenplanten bestuderen; conclusies trekken op basis van de verkregen resultaten over het stimulerende effect van chemicaliën op de groei en ontwikkeling van planten.

Schuif 4

Relevantie van het onderzoek: Moderne plantenteelt kan niet zonder speciale technieken die de productiviteit van planten verhogen, hun groei en ontwikkeling verbeteren en beschermen tegen ziekten en plagen. Momenteel wordt in de praktijk gebruik gemaakt van voorzaaizaadbehandeling. Er is echter geen volledige informatie over welke chemicaliën en hoe de zaden van bepaalde planten beïnvloeden, hoe zaadbehandeling werkt op verschillende fasen van de plant. In dit verband is het onderwerp van ons onderzoek relevant.

Schuif 5

PRAKTIJKONDERZOEK 1 monster - 1% oplossing van voedingszout 2 monster -% glucose-oplossing 3 monster –1% oplossing van zuiveringszout 4 monster –1% oplossing van boorzuur 5 monster –1% oplossing van kaliumpermanganaat 6 monster –water.

Schuif 6

Schuif 7

Schuif 8

Schuif 9

Onderzoeksresultaten hebben aangetoond dat veel chemicaliën plantengroeiregulatoren zijn; sommige chemicaliën hebben een remmende werking. In dit geval is het een boorzuuroplossing; het stimulerende effect van chemicaliën komt tot uiting in verschillende stadia van ontwikkeling van bonenplanten; eetbaar zout beïnvloedt de snelheid van fruitrijping; zuiveringszout beïnvloedt de opkomstsnelheid van de embryonale wortel, de dynamiek van zaailingen; kaliumpermanganaat beïnvloedt de planthoogte; glucose beïnvloedt de opbrengst.

Minerale elementen spelen een belangrijke rol in het metabolisme van planten, evenals in de colloïdaal-chemische eigenschappen van het cytoplasma. Normale ontwikkeling, groei en fysiologische processen kunnen niet zonder minerale elementen. Ze kunnen de rol spelen van structurele componenten van plantenweefsels, katalysatoren voor verschillende reacties, regulatoren van osmotische druk, componenten van buffersystemen en regulatoren van membraanpermeabiliteit.

Sommige elementen, waaronder ijzer, koper en zink, zijn in zeer kleine hoeveelheden nodig, maar ze zijn noodzakelijk omdat ze deel uitmaken van de prothetische groepen of co-enzymen van bepaalde enzymsystemen.

Andere elementen, zoals mangaan en magnesium, fungeren als activatoren of remmers van enzymsystemen.

Bepaalde elementen, zoals boor, koper en zink, die nodig zijn om enzymen in kleine hoeveelheden te laten functioneren, zijn in hogere concentraties zeer giftig. Koper - maakt deel uit van de oxidatieve enzymen polyfenoloxidase en ascorbine-oxidase. IJzer - is een onderdeel van cytochromen en katalase- en peroxidase-enzymen. Mangaan - stimuleert de plantenademhaling, redoxprocessen, fotosynthese, de vorming en beweging van suikers. De belangrijkste functie is het activeren van enzymsystemen. Bovendien beïnvloedt het de beschikbaarheid van ijzer. Het gemiddelde mangaangehalte in planten is 0,001%.

Overtollig of tekort aan macro- of micronutriënten heeft een nadelige invloed op planten. Een hoge concentratie van elementen veroorzaakt coagulatie van plasmacolloïden en de dood ervan.

Momenteel neemt de milieuvervuiling, waaronder zware metalen, elk jaar toe, wat een negatief effect heeft op bodems en planten en een bedreiging vormt voor de menselijke gezondheid.

Overmatige inname van zware metalen in organismen verstoort metabolische processen, remt groei en ontwikkeling en leidt tot een afname van de productiviteit van landbouwgewassen.

De gevaarlijkste zijn die metalen die onder normale omstandigheden als sporenelementen voor planten nodig zijn, zoals voornamelijk zink, koper, mangaan, kobalt en andere. Ze hopen zich op in planten en veroorzaken negatieve effecten. Bij een teveel aan koper in planten treedt chlorose en necrose van jonge bladeren in, de nerven blijven groen, het ijzer stopt de groei van het wortelstelsel en de hele plant. Tegelijkertijd krijgen de bladeren een donkerdere tint. Als om de een of andere reden het teveel aan ijzer erg sterk blijkt te zijn, beginnen de bladeren af ​​te sterven en af ​​te brokkelen zonder zichtbare veranderingen. Aardolieproducten schenden de doorlaatbaarheid van membranen, blokkeren de werking van een aantal enzymen, hebben een negatief effect op planten en verminderen de opbrengst en rijpingstijd van fruit.

Studenten, afstudeerders, jonge wetenschappers die de kennisbasis gebruiken in hun studie en werk zullen je zeer dankbaar zijn.

geplaatst op http://www.allbest.ru/

geplaatst op http://www.allbest.ru/

MINISTERIE VAN ONDERWIJS VAN DE REPUBLIEK WIT-RUSLAND

Onderwijsinstelling

"MOZYR STAAT"

PEDAGOGISCHE UNIVERSITEIT hen. IK P. SJAMYAKIN "

AFDELING BIOLOGIE

VOORZITTER MILIEUBEHEER EN NATUURBESCHERMING

Cursussen per discipline

"Plantenfysiologie"

De invloed van mineralen op de groei en ontwikkeling van planten

Uitvoerder:

Bogdanovich Vladimir Grigorievich

MOSYR 2011

INVOERING

HOOFDSTUK 1. LITERATUUROVERZICHT

1.3 Fosfor

1.6 Kalium

1.7 Magnesium

3.4 Gebrek aan stikstof

3.5 Gebrek aan fosfor

3.6 Gebrek aan zwavel

3.7 Gebrek aan kalium

3.8 Gebrek aan calcium

3.9 Gebrek aan magnesium

GEVOLGTREKKING

BIBLIOGRAFISCHE LIJST

INVOERING

minerale stof plant

Minerale voeding van planten is een reeks processen van absorptie, beweging en assimilatie door planten van chemische elementen die uit de bodem worden verkregen in de vorm van ionen van minerale zouten.

Elk chemisch element speelt een speciale rol in het leven van een plant.

Stikstof is een integraal onderdeel van aminozuren, de bouwstenen waaruit eiwitten worden gemaakt. Stikstof zit ook in veel andere verbindingen: purines, alkaloïden, enzymen, groeiregulatoren, chlorofyl en celmembranen

Fosfor wordt door de plant opgenomen in de vorm van fosforzuurzouten (fosfaten) en bevindt zich daarin in een vrije staat of samen met eiwitten en andere organische stoffen die het plasma en de kern vormen.

Zwavel wordt door de plant opgenomen in de vorm van zwavelzuurzouten en maakt deel uit van eiwitten en essentiële oliën.

Kalium is geconcentreerd in jonge organen die rijk zijn aan plasma, evenals in de organen van accumulatie van reservestoffen - zaden, knollen, speelt waarschijnlijk de rol van neutralisator van de zure reactie van het celsap en neemt deel aan turgor.

Magnesium komt in de plant op dezelfde plaats voor als kalium en maakt daarnaast deel uit van chlorofyl.

Calcium hoopt zich op in volwassen organen, vooral in bladeren, dient als neutralisator van oxaalzuur dat schadelijk is voor de plant en beschermt het tegen de toxische effecten van verschillende zouten, en neemt deel aan de vorming van mechanische membranen.

Naast deze vitale elementen hebben natriumchloride, mangaan, ijzer, fluor, jodium, broom, zink, kobalt, die de plantengroei stimuleren, enz., een bepaalde waarde.

Doel: Het effect van mineralen op de groei en ontwikkeling van planten bestuderen.

1. Materiaal bestuderen over de belangrijkste soorten minerale stoffen en hun invloed op de groei en ontwikkeling van planten.

2. Kennismaken met de methoden voor het bepalen van mineralen in plantenweefsels.

3. Identificeer de symptomen van onvoldoende en overtollige mineralen in planten

HOOFDSTUK 1. LITERATUUROVERZICHT

Planten kunnen bijna alle elementen van het periodiek systeem in grotere of kleinere hoeveelheden uit de omgeving opnemen. Ondertussen is voor de normale levenscyclus van een plantenorganisme slechts een bepaalde groep basisvoedingsstoffen nodig, waarvan de functies in een plant niet kunnen worden vervangen door andere chemische elementen. Deze groep omvat de volgende 19 elementen:

Van deze basisvoedingselementen zijn er slechts 16 daadwerkelijk mineraal, aangezien C, H en O planten voornamelijk in de vorm van CO 2, O 2 en H 2 O binnenkomen. De elementen Na, Si en Co staan ​​tussen haakjes, omdat ze die nodig zijn voor alle hogere planten zijn nog niet vastgesteld. Natrium wordt door sommige soorten van deze familie in relatief grote hoeveelheden geabsorbeerd. Chenopodiaceae (hamsters), in het bijzonder bieten, evenals soorten aangepast aan verziltingsomstandigheden, zijn in dit geval noodzakelijk. Hetzelfde geldt voor silicium, dat vooral in grote hoeveelheden in stro van granen wordt aangetroffen; voor rijst is het een essentieel element.

De eerste vier elementen - C, H, O, N - worden organogenen genoemd. Koolstof is gemiddeld 45% van de droge massa van weefsels, zuurstof - 42, waterstof - 6.5 en stikstof - 1.5, en alles bij elkaar - 95%. De overige 5% valt op assubstanties: P, S, K, Ca, Mg, Fe, Al, Si, Na, enz. De minerale samenstelling van planten wordt meestal beoordeeld aan de hand van de analyse van de as die overblijft na de verbranding van organisch materiaal van planten. Het gehalte aan minerale elementen (of hun oxiden) in een plant wordt meestal uitgedrukt als een percentage ten opzichte van de drogestofmassa of als een percentage van de asmassa. Bovenstaande asstoffen worden macronutriënten genoemd.

Elementen die in weefsels aanwezig zijn in concentraties van 0,001% of minder van de droge massa van weefsels worden sporenelementen genoemd. Sommigen van hen spelen een belangrijke rol in de stofwisseling (Mn, Cu, Zn, Co, Mo, B, C1).

Het gehalte van een of ander element in plantenweefsels is variabel en kan sterk variëren onder invloed van omgevingsfactoren. Al, Ni, F en andere kunnen zich bijvoorbeeld in planten ophopen tot toxische niveaus. Onder hogere planten zijn er soorten die sterk verschillen in het gehalte aan dergelijke elementen in weefsels als Na, zoals reeds vermeld, en Ca, in verband waarmee groepen planten worden onderscheiden natriephil, calciophil (de meeste peulvruchten, waaronder bonen, bonen, klaver ), calciofoben (lupine, witvis, zuring, enz.). Deze specifieke kenmerken zijn te wijten aan de aard van de bodem in de plaats van herkomst en habitat van de soort, een bepaalde genetisch vastgelegde rol die deze elementen spelen in het metabolisme van planten.

De bladeren zijn het rijkst aan minerale elementen, waarin as 2 tot 15% van de droge stofmassa kan zijn. Het minimale asgehalte (0,4-1%) werd gevonden in boomstammen.

Stikstof werd in 1772 ontdekt door de Schotse chemicus, botanicus en arts D. Rutherford als een gas dat de ademhaling en verbranding niet ondersteunt. Daarom werd het stikstof genoemd, wat "niet-leven" betekent. Stikstof is echter een bestanddeel van eiwitten, nucleïnezuren en veel vitale organische stoffen. Het elimineren van het ontbreken van enkele essentiële stikstofhoudende verbindingen - aminozuren, vitamines, enz. - is het meest acute probleem van menselijke voedselprogramma's.

Stikstof is een van de meest voorkomende elementen in de natuur. De belangrijkste vormen op aarde zijn gebonden stikstof van de lithosfeer en gasvormige moleculaire stikstof (N2) van de atmosfeer, die 75,6% van de lucht uitmaakt. Volgens berekeningen worden de reserves van N 2 in de atmosfeer geschat op 4 * 10 15 ton Een luchtkolom boven 1 m 2 van het aardoppervlak bevat 8 ton stikstof. Moleculaire stikstof als zodanig wordt echter niet door hogere planten opgenomen en kan alleen door de activiteit van stikstofbindende micro-organismen in een voor hen toegankelijke vorm worden omgezet.

De reserves aan gebonden stikstof in de lithosfeer zijn ook aanzienlijk en worden geschat op 18 * 10 15 ton, maar slechts een minimaal deel van de lithosferische stikstof op aarde is geconcentreerd in de bodem, en slechts 0,5 - 2% van de totale reserve in de bodem is direct toegankelijk voor planten. 1 ha akkerbouw chernozem bevat gemiddeld niet meer dan 200 kg stikstof die beschikbaar is voor planten, en op podzols is de hoeveelheid 3-4 keer minder. Deze stikstof komt voornamelijk voor in de vorm van NH 4 + - en NO 3 -ionen.

Stikstofbindende micro-organismen. Micro-organismen die biologische stikstoffixatie uitvoeren, kunnen worden onderverdeeld in twee hoofdgroepen: a) vrijlevende stikstofbinders en b) micro-organismen die in symbiose leven met hogere planten.

Vrijlevende stikstoffixeermiddelen - heterotrofen, vereisen een voedselbron van koolhydraten en worden daarom vaak geassocieerd met micro-organismen die in staat zijn cellulose en andere polysachariden af ​​te breken. Bacteriën van de geslachten Azotobacter en Beijerinckia nestelen zich in de regel op het oppervlak van de wortels van hogere planten. Dergelijke associaties worden verklaard door het feit dat bacteriën producten gebruiken die door wortels in de rhizosfeer worden uitgescheiden als koolstofbron.

De laatste tijd is er veel aandacht voor cyanobacteriën, in het bijzonder Tolypothrix tenius. Door rijstvelden ermee te verrijken, stijgt de rijstopbrengst met gemiddeld 20%. Over het algemeen is de agrarische waarde van vrijlevende stikstofbinders niet zo groot. In een gematigd klimaat is de jaarlijkse stikstofbinding door hen in de regel enkele kilo's stikstof per hectare, maar in aanwezigheid van gunstige omstandigheden in de bodem (bijvoorbeeld een grote hoeveelheid organische resten) kan dit oplopen tot 20-40 kgN/ha.

De groep van symbiotische stikstofbinders omvat voornamelijk bacteriën van het geslacht Rhizobium, die knobbeltjes vormen op de wortels van vlinderbloemigen, evenals enkele actinomyceten en cyanobacteriën. Momenteel zijn er ongeveer 190 plantensoorten van verschillende families die stikstof symbiotisch kunnen assimileren. Onder hen zijn enkele bomen en struiken: els, houtkruid, eland, duindoorn, enz. Knobbeltjes die groeien op de wortels van els en enkele andere niet-peulvruchten worden bewoond door actinomyceten van het geslacht Frankia.

Van het grootste belang voor de landbouw zijn knobbelbacteriën van het geslacht Rhizobium, die in symbiose met peulvruchten leven en gemiddeld 100 tot 400 kg N / ha per jaar fixeren. Onder peulvruchten kan luzerne zich ophopen tot 500 - 600 kg N / ha per jaar, klaver - 250 - 300, lupine - 150, voederbonen, erwten, bonen - 50 - 60 kg N / ha. Door gewasresten en groenbemester verrijken deze planten de bodem aanzienlijk met stikstof.

Stikstofvoorraden in de bodem kunnen op verschillende manieren worden aangevuld. Bij de teelt van landbouwgewassen wordt veel aandacht besteed aan de toepassing van minerale meststoffen. Onder natuurlijke omstandigheden behoort de hoofdrol toe aan gespecialiseerde groepen micro-organismen. Dit zijn stikstofbinders, maar ook bodembacteriën die in staat zijn te mineraliseren en om te zetten in de vorm NH 4 + of NO 3 - organische stikstof van planten- en dierlijke resten die niet beschikbaar zijn voor planten en stikstof van humus, die het grootste deel van de bodemstikstof uitmaken.

Het gehalte aan stikstof dat beschikbaar is voor planten in de bodem wordt niet alleen bepaald door de microbiologische processen van organische stikstofmineralisatie en stikstofbinding, maar ook door de snelheid van stikstofopname door planten en de uitspoeling ervan uit de bodem, maar ook door stikstofverliezen in de proces van denitrificatie, uitgevoerd door anaërobe micro-organismen die het NO 3 -ion kunnen reduceren tot gasvormig N 2. Dit proces is vooral intens in natte, overstroomde, slecht beluchte bodems, met name in rijstvelden.

Stikstof is dus een zeer labiel element dat circuleert tussen de atmosfeer, de bodem en levende organismen.

1.3 Fosfor

Fosfor is, net als stikstof, het belangrijkste element van plantenvoeding. Het wordt door hen geabsorbeerd in de vorm van het hogere oxide PO 4 3- en verandert niet, omdat het wordt opgenomen in organische verbindingen. In plantenweefsels is de fosforconcentratie 0,2-1,3% van het drooggewicht van de plant.

Vormen van fosforverbindingen beschikbaar voor planten

De fosforreserves in de bovengrond zijn relatief klein, ongeveer 2,3 - 4,4 t/ha (in termen van P 2 O 5). Van deze hoeveelheid valt 2/3 op de minerale zouten van orthofosforzuur (H 3 PO 4) en 1/3 - op fosforhoudende organische verbindingen (organische resten, humus, fytaat, enz.). Fytaten vertegenwoordigen tot de helft van de organische fosfor in de bodem. De meeste fosforverbindingen zijn slecht oplosbaar in bodemoplossing. Dit vermindert enerzijds het verlies van fosfor uit de bodem door uitspoeling, maar beperkt anderzijds de mogelijkheden om het door planten te gebruiken.

De belangrijkste natuurlijke bron van fosfor die de akkerbouwlaag binnendringt, is de verwering van het moedergesteente, waar het voornamelijk aanwezig is in de vorm van apatieten 3Ca 3 (P0 4) 2 * CaF 2, enz. Trigesubstitueerde fosforzouten van calcium en magnesium en zouten van ijzer- en aluminiumsesquioxiden (FeP0 4, AIPO 4 in zure bodems) zijn slecht oplosbaar en ontoegankelijk voor planten. Tweebasische en vooral monogesubstitueerde zouten van calcium en magnesium, vooral de zouten van eenwaardige kationen en vrij orthofosforzuur, zijn oplosbaar in water en worden door planten gebruikt als de belangrijkste bron van fosfor in bodemoplossing. Planten kunnen ook enkele organische vormen van fosfor (suikerfosfaten, fytine) opnemen. De concentratie van fosfor in de bodemoplossing is laag (0,1 - 1 mg/l). Fosfor van organische resten en humus wordt gemineraliseerd door bodemmicro-organismen en het meeste wordt omgezet in slecht oplosbare zouten. Planten krijgen er fosfor uit, waardoor ze mobieler worden. Dit wordt bereikt door de afgifte van organische zuren door de wortels, die tweewaardige kationen chelateren en de rhizosfeer verzuren, waardoor de overgang HPO 4 3 -> HPO 4 2 -> HP0 4 - wordt vergemakkelijkt. Sommige landbouwgewassen nemen slecht oplosbare fosfaten (lupine, boekweit, erwten) goed op. Dit vermogen bij planten neemt toe met de leeftijd.

De deelname van fosfor aan de stofwisseling

In plantenweefsels is fosfor aanwezig in organische vorm en in de vorm van orthofosforzuur en zijn zouten. Het maakt deel uit van eiwitten (fosfoproteïnen), nucleïnezuren, fosfolipiden, fosforzuuresters van suikers, nucleotiden die betrokken zijn bij het energiemetabolisme (ATP, NAD+, enz.), vitamines en vele andere verbindingen.

Fosfor speelt een bijzonder belangrijke rol in de energetische werking van de cel, aangezien het in de vorm van hoogenergetische etherbindingen van fosfor (C - O ~ P) of pyrofosfaatbindingen in nucleoside di-, nucleoside trifosfaten en in polyfosfaten die energie is opgeslagen in een levende cel. Deze bindingen hebben een hoge standaard vrije hydrolyse-energie (bijvoorbeeld 14 kJ / mol voor glucose-6-fosfaat en AMP, 30,5 voor ADP en ATP en 62 kJ / mol voor fosfoenolpyruvaat). Dit is zo'n universele manier om energie op te slaan en te gebruiken dat bijna alle metabole routes bepaalde fosforesters en (of) nucleotiden omvatten, en de toestand van het adenine-nucleotidesysteem (energielading) is een belangrijk mechanisme voor het regelen van de ademhaling.

In de vorm van een stabiele diester maakt fosfaat deel uit van de structuur van nucleïnezuren en fosfolipiden. In nucleïnezuren vormt fosfor bruggen tussen nucleosiden en combineert ze tot een gigantische keten. Fosfaat maakt het fosfolipide hydrofiel, terwijl de rest van het molecuul lipofiel is. Daarom zijn fosfolipidemoleculen op het grensvlak tussen de fasen in membranen polair georiënteerd, met hun fosfaatuiteinden naar buiten, en wordt de lipofiele kern van het molecuul stevig vastgehouden in de lipidedubbellaag, waardoor het membraan wordt gestabiliseerd.

Een andere unieke functie van fosfor is zijn deelname aan de fosforylering van cellulaire eiwitten met behulp van eiwitkinasen. Dit mechanisme regelt veel metabolische processen, aangezien de opname van fosfaat in een eiwitmolecuul leidt tot een herverdeling van elektrische ladingen daarin en als gevolg daarvan tot een wijziging van de structuur en functie ervan. Fosforylering van eiwitten reguleert processen zoals RNA- en eiwitsynthese, celdeling, differentiatie en vele andere.

De belangrijkste reservevorm van fosfor in planten is fytine - het calcium-magnesiumzout van inositolfosforzuur (inositolhexafosfaat):

Aanzienlijke hoeveelheden fytine (0,5 - 2% droog gewicht) hopen zich op in zaden, die tot 50% van het totale fosfor daarin uitmaken.

Radiale beweging van fosfor in de wortelopnamezone naar het xyleem vindt plaats langs de symplast en de concentratie ervan in de wortelcellen is tientallen - honderden keren hoger dan de concentratie van fosfaat in de bodemoplossing. Het transport langs het xyleem vindt voornamelijk of volledig plaats in de vorm van anorganisch fosfaat; in deze vorm bereikt het bladeren en groeizones. Fosfor wordt, net als stikstof, gemakkelijk herverdeeld tussen organen. Vanuit de bladcellen komt het in de zeefbuizen en wordt het via het floëem naar andere delen van de plant getransporteerd, vooral naar de groeiende kegels en zich ontwikkelende vruchten. Een vergelijkbare uitstroom van fosfor vindt plaats vanuit verouderende bladeren.

Zwavel is een van de essentiële voedingsstoffen voor het plantenleven. Het komt ze voornamelijk binnen in de vorm van sulfaat. Het gehalte in plantenweefsels is relatief laag en bedraagt ​​0,2-1,0% op basis van droog gewicht. De behoefte aan zwavel is hoog in planten die rijk zijn aan eiwitten, bijvoorbeeld peulvruchten (alfalfa, klaver), maar het is vooral uitgesproken bij vertegenwoordigers van de kruisbloemige familie, die zwavelhoudende mosterdolie in grote hoeveelheden synthetiseren.

In de bodem wordt zwavel aangetroffen in anorganische en organische vormen. In de meeste bodems overheerst organische zwavel van planten- en dierenresten en in veengronden kan het tot 100% van alle zwavel uitmaken. De belangrijkste anorganische vorm van zwavel in de bodem is sulfaat, dat de vorm kan hebben van zouten CaSO 4, MgSO 4, Na 2 SO 4 in bodemoplossing in ionische vorm of geadsorbeerd op bodemcolloïden. In Na 2 SO 4 zoute bodems kan het sulfaatgehalte oplopen tot 60% van de bodemmassa. In overstroomde bodems komt zwavel in gereduceerde vorm voor in de vorm van FeS, FeS 2 of H 2 S. Het totale zwavelgehalte in bodems van gematigde klimaatzones is gemiddeld 0,005-0,040%.

Planten nemen zwavel voornamelijk op in de vorm van sulfaat. Transmembraanoverdracht van sulfaat wordt uitgevoerd in cotransport met Н + of in ruil voor НСО 3-ionen. Minder geoxideerde (SO 2) of meer gereduceerde (H 3 S) anorganische zwavelverbindingen zijn giftig voor planten. Planten en organische verbindingen (aminozuren) die minder zwavel bevatten, worden zeer slecht waargenomen.

Zwavel wordt in planten in twee hoofdvormen aangetroffen: geoxideerd (in de vorm van anorganisch sulfaat) en gereduceerd. Het absolute gehalte en de verhouding van geoxideerde en gereduceerde vormen van zwavel in plantenorganen hangt zowel af van de activiteit van de processen van reductie en assimilatie van sulfaat, als van de concentratie van SO 4 2- in het voedingsmedium.

Een deel van de door de plant opgenomen zwavel wordt vastgehouden in de sulfaatpoel van de wortels, mogelijk in de vorm van CaSO 4 of metabolisch sulfaat, dat nieuw wordt gevormd als gevolg van de secundaire oxidatie van gereduceerd zwavel. Het grootste deel van het sulfaat verplaatst zich van de wortels naar de vaten van het xyleem en wordt met de transpiratiestroom naar de jonggroeiende organen getransporteerd, waar het intensief wordt opgenomen in de stofwisseling en zijn mobiliteit verliest.

Van bladeren kunnen sulfaat en gereduceerde vormen van zwavel (zwavelhoudende aminozuren, glutathion) langs het floëem zowel acropetaal als basipetaal bewegen naar groeiende delen van planten en opslagorganen. In zaden bevindt zwavel zich voornamelijk in een organische vorm en tijdens het ontkiemen verandert het gedeeltelijk in een geoxideerde vorm. Vermindering van sulfaat en synthese van zwavelhoudende aminozuren en eiwitten wordt waargenomen tijdens het rijpen van zaden.

Het aandeel sulfaat in de totale zwavelbalans in weefsels kan variëren van 10 tot 50% of meer. Het is minimaal in jonge bladeren en neemt sterk toe met het ouder worden als gevolg van verhoogde afbraak van zwavelhoudende eiwitten.

Zwavel maakt deel uit van de belangrijkste aminozuren - cysteïne en methionine, die zowel in vrije vorm als in eiwitten in planten voorkomen. Methionine is een van de 10 essentiële aminozuren en heeft dankzij de zwavel- en methylgroep unieke eigenschappen.

Een van de belangrijkste functies van zwavel in eiwitten en polypeptiden is de deelname van SH-groepen aan de vorming van covalente waterstof-, mercaptidebindingen die de driedimensionale structuur van het eiwit ondersteunen.

Zwavel maakt ook deel uit van de belangrijkste biologische verbindingen - co-enzym A en vitamines (liponzuur, biotine, thiamine) en neemt in de vorm van deze verbindingen deel aan de enzymatische reacties van de cel.

Kalium is een van de meest essentiële elementen van plantaardige minerale voeding. Het gehalte in weefsels is gemiddeld 0,5 - 1,2% berekend op droog gewicht. Lange tijd diende as als de belangrijkste bron van kalium, wat tot uiting komt in de naam van het element (kalium komt van het woord potas - smeltkroesas). Het kaliumgehalte in de cel is 100-1000 keer hoger dan het niveau in de externe omgeving. Het is veel overvloediger in weefsels dan andere kationen.

De kaliumreserves in de bodem zijn 8 - 40 keer groter dan het gehalte aan fosfor en stikstof - 5 - 50 keer. In de bodem kan kalium de volgende vormen hebben: in de samenstelling van het kristalrooster van mineralen, in de uitwisseling en niet-uitwisselingstoestand in colloïdale deeltjes, in de samenstelling van gewasresten en micro-organismen, in de vorm van minerale zouten van de bodemoplossing.

De beste voedingsbron zijn oplosbare kaliumzouten (0,5 - 2% van de brutoreserves in de bodem). Omdat de mobiele vormen van kalium worden verbruikt, kunnen de reserves in de bodem worden aangevuld door uitwisselbare vormen, en met een afname van de laatste door niet-uitwisselbare, vaste vormen van kalium. Afwisselend drogen en bevochtigen van de grond, evenals de activiteit van het wortelstelsel van planten en micro-organismen, dragen bij aan de overgang van kalium naar toegankelijke vormen.

In planten is kalium het meest geconcentreerd in jonge, groeiende weefsels die worden gekenmerkt door een hoog metabolisme: meristemen, cambia, jonge bladeren, scheuten, knoppen. In cellen is kalium voornamelijk in de ionische vorm aanwezig, het maakt geen deel uit van organische verbindingen, heeft een hoge mobiliteit en kan daarom gemakkelijk opnieuw worden gebruikt. De verplaatsing van kalium van oude naar jonge bladeren wordt vergemakkelijkt door natrium, dat het kan vervangen in de weefsels van planten die niet meer groeien.

In plantencellen zit ongeveer 80% van het kalium in vacuolen. Het vormt het grootste deel van de kationen in het celsap. Daarom kan kalium door regen uit planten worden weggespoeld, vooral van oude bladeren. Bij kaliumgebrek wordt de lamellaire-granulaire structuur van chloroplasten verstoord en zijn de membraanstructuren van mitochondriën ongeorganiseerd. Tot 20% van het celkalium wordt geadsorbeerd op cytoplasmatische colloïden. In het licht is de bindingssterkte van kalium met colloïden hoger dan in het donker. 'S Nachts kan zelfs de afgifte van kalium door het wortelstelsel van planten worden waargenomen.

Kalium draagt ​​bij aan het in stand houden van de hydratatietoestand van de cytoplasmatische colloïden en reguleert het vermogen om water vast te houden. Een toename van de hydratatie van eiwitten en het waterhoudend vermogen van het cytoplasma verhoogt de weerstand van planten tegen droogte en vorst.

Kalium is essentieel voor de opname en het transport van water door de plant. Berekeningen laten zien dat het werk van de "lower end motor", dat wil zeggen de worteldruk, 3/4 is vanwege de aanwezigheid van kaliumionen in het sap. Kalium is belangrijk bij het openen en sluiten van de huidmondjes. In het licht in de vacuolen van de wachtcellen van de huidmondjes neemt de concentratie van kaliumionen sterk toe (met 4 - 5 keer), wat leidt tot een snelle binnenkomst van water, een toename van turgor en de opening van de stomatale spleet . In het donker begint kalium de wachtcellen te verlaten, de turgordruk erin daalt en de huidmondjes sluiten.

Kalium wordt door planten als kation opgenomen en vormt slechts zwakke bindingen met verschillende verbindingen in de cel. Dit is waarschijnlijk de reden waarom het kalium is dat ionische asymmetrie creëert en het verschil in elektrische potentialen tussen de cel en de omgeving (membraanpotentiaal).

Kalium is een van de kationen - activatoren van enzymatische systemen. Momenteel is bekend dat meer dan 60 enzymen worden geactiveerd door kalium met verschillende gradaties van specificiteit. Het is noodzakelijk voor de opname van fosfaat in organische verbindingen, fosfaatgroepoverdrachtsreacties, voor de synthese van eiwitten en polysachariden, en is betrokken bij de synthese van riboflavine, een bestanddeel van alle flavinedehydrogenasen. Onder invloed van kalium neemt de ophoping van zetmeel in aardappelknollen, sucrose in suikerbieten, monosachariden in groenten en fruit, cellulose, hemicellulose en pectinestoffen in de celwand van planten toe. Hierdoor neemt de weerstand van het graanstro tegen stal toe en wordt de vezelkwaliteit van vlas en hennep verbeterd. Een voldoende toevoer van kalium aan planten verhoogt hun weerstand tegen schimmel- en bacterieziekten.

1.6 Kalium

Het totale calciumgehalte in verschillende plantensoorten is 5-30 mg per 1 g droog gewicht. Planten met betrekking tot calcium zijn verdeeld in drie groepen: calciofielen, calciofoben en neutrale soorten. Peulvruchten, boekweit, zonnebloemen, aardappelen, kool, hennep bevatten veel calcium, granen, vlas en suikerbieten bevatten veel minder calcium. In de weefsels van tweezaadlobbige planten is dit element in de regel groter dan in eenzaadlobbige planten.

Calcium hoopt zich op in oude organen en weefsels. Dit is te wijten aan het feit dat het transport langs het xyleem wordt uitgevoerd en dat het moeilijk is om het te recyclen. Met veroudering van cellen of een afname van hun fysiologische activiteit, beweegt calcium uit het cytoplasma naar de vacuole en wordt afgezet in de vorm van onoplosbare zouten van oxaalzuur, citroenzuur en andere zuren. De resulterende kristallijne insluitsels belemmeren de mobiliteit en herbruikbaarheid van dit kation.

In de meeste gecultiveerde planten hoopt calcium zich op in de vegetatieve organen. In het wortelstelsel is het gehalte lager dan in het bovengrondse deel. In zaden is calcium voornamelijk aanwezig als een zout van inositolfosforzuur (fytine).

Calcium vervult verschillende functies in het metabolisme van cellen en het lichaam als geheel. Ze worden geassocieerd met het effect ervan op de structuur van membranen, ionenstromen erdoorheen en bio-elektrische verschijnselen, op de herschikking van het cytoskelet, de polarisatieprocessen van cellen en weefsels, enz.

Calcium activeert een aantal celenzymsystemen: dehydrogenases (glutamaatdehydrogenase, malaatdehydrogenase, glucose-6-fosfaatdehydrogenase, NADP-afhankelijke isocitraatdehydrogenase), b-amylase-, adenylaat- en argininekinasen, lipasen, fosfatasen. In dit geval kan calcium de aggregatie van eiwitsubeenheden bevorderen, dienen als een brug tussen het enzym en het substraat en de toestand van het allosterische centrum van het enzym beïnvloeden. Overtollig calcium in de ionische vorm remt oxidatieve fosforylering en fotofosforylering.

Ca2+-ionen spelen een belangrijke rol bij membraanstabilisatie. Door interactie met negatief geladen fosfolipidegroepen, stabiliseert het het membraan en vermindert het de passieve permeabiliteit ervan. Bij een gebrek aan calcium neemt de permeabiliteit van membranen toe, verschijnen hun breuken en fragmentatie en worden membraantransportprocessen verstoord.

Het is belangrijk op te merken dat bijna alle kationenuitwisselingscapaciteit van het worteloppervlak wordt ingenomen door calcium en gedeeltelijk door H+. Dit duidt op de deelname van calcium aan de primaire mechanismen van het binnendringen van ionen in de wortelcellen. Door de stroom van andere ionen naar planten te beperken, helpt calcium de toxiciteit van overmatige concentraties van ammonium-, aluminium-, mangaan- en ijzerionen te elimineren, verhoogt het de plantweerstand tegen zoutgehalte en vermindert het de zuurgraad van de bodem. Het is calcium dat meestal fungeert als een evenwichtsion bij het creëren van een fysiologisch evenwicht van de ionische samenstelling van de omgeving, aangezien het gehalte in de bodem vrij hoog is.

De meeste grondsoorten zijn rijk aan calcium en uitgesproken calciumgebrek is zeldzaam, bijvoorbeeld met een sterke zuurgraad of zoutgehalte van de bodem, op veengebieden, met een schending van de ontwikkeling van het wortelstelsel, onder ongunstige weersomstandigheden.

1.7 Magnesium

Wat betreft het gehalte aan planten staat magnesium op de vierde plaats na kalium, stikstof en calcium. In hogere planten is het gemiddelde gehalte per droog gewicht 0,02 - 3,1%, in algen 3,0 - 3,5%. Het is vooral overvloedig aanwezig in kortedagplanten - maïs, gierst, sorghum, hennep, maar ook in aardappelen, bieten, tabak en peulvruchten. 1 kg verse bladeren bevat 300 - 800 mg magnesium, waarvan 30 - 80 mg (d.w.z. 1/10 deel) deel uitmaakt van chlorofyl. Magnesium is vooral overvloedig aanwezig in jonge cellen en groeiende weefsels, evenals in generatieve organen en opslagweefsels. In caryopsen hoopt magnesium zich op in het embryo, waar het niveau meerdere keren hoger is dan het gehalte in het endosperm en de schil (voor maïs respectievelijk 1,6, 0,04 en 0,19% op droog gewicht).

De ophoping van magnesium in jonge weefsels wordt vergemakkelijkt door de relatief hoge mobiliteit ervan in planten, wat leidt tot secundair gebruik (hergebruik) van verouderende weefsels. De mate van hergebruik van magnesium is echter veel lager dan die van stikstof, fosfor en kalium. De gemakkelijke mobiliteit van magnesium wordt verklaard door het feit dat ongeveer 70% van dit kation in de plant wordt geassocieerd met anionen van organische en anorganische zuren. De beweging van magnesium wordt zowel langs het xyleem als langs het floëem uitgevoerd. Een deel van magnesium vormt onoplosbare verbindingen die niet door de plant kunnen bewegen (oxalaat, pectaat), het andere deel wordt gebonden door hoogmoleculaire verbindingen. In zaden (embryo, schaal) zit het meeste magnesium in fytine.

Ten slotte wordt ongeveer 10-12% magnesium gevonden in chlorofyl. Deze laatste functie van magnesium is uniek: geen enkel ander element kan het in chlorofyl vervangen. Magnesium is nodig voor de synthese van protoporfyrine IX, de directe voorloper van chlorofylen.

In het licht komen magnesiumionen vrij uit de thylakoïde holte in het chloroplast-stroma. Het verhogen van de magnesiumconcentratie in het stroma activeert RDF-carboxylase en andere enzymen. Aangenomen wordt dat een verhoging van de concentratie van Mg2+ (tot 5 mmol/L) in het stroma leidt tot een verhoging van de affiniteit van RDF-carboxylase voor CO2 en activering van de reductie van CO2. Magnesium kan de conformatie van het enzym direct beïnvloeden, evenals optimale omstandigheden voor zijn werk bieden, waardoor de pH van het cytoplasma als een tegenion van protonen wordt beïnvloed. Kaliumionen kunnen op dezelfde manier werken. Magnesium activeert een aantal elektronenoverdrachtsreacties tijdens fotofosforylering: reductie van NADP +, Hill-reactiesnelheid, het is noodzakelijk voor de overdracht van elektronen van PS II naar PS I.

Het effect van magnesium op andere metabole plaatsen wordt meestal geassocieerd met het vermogen om het werk van enzymen te reguleren en de betekenis ervan voor een aantal enzymen is uniek. Alleen mangaan kan magnesium in sommige processen vervangen. In de meeste gevallen is de activering van enzymen door magnesium (in optimale concentratie) echter hoger dan door mangaan.

Magnesium is essentieel voor veel enzymen van glycolyse en de Krebs-cyclus. In mitochondriën, met zijn tekort, wordt een afname van het aantal, een schending van de vorm en uiteindelijk het verdwijnen van cristae waargenomen. Negen van de twaalf glycolysereacties vereisen activatormetalen, en zes ervan worden geactiveerd door magnesium.

Magnesium verbetert de synthese van essentiële oliën, rubber, vitamine A en C. Er wordt aangenomen dat het, door een complexe verbinding te vormen met ascorbinezuur, de oxidatie ervan vertraagt. Mg2+ is nodig voor de vorming van ribosomen en polysomen, voor de activering van aminozuren en voor de synthese van eiwitten, en wordt bij alle processen gebruikt bij een concentratie van minimaal 0,5 mmol/L. Het activeert DNA- en RNA-polymerasen, neemt deel aan de vorming van een specifieke ruimtelijke structuur van nucleïnezuren.

Met een toename van de mate van magnesiumvoorziening in planten, neemt het gehalte aan organische en anorganische vormen van fosforverbindingen toe. Dit effect houdt waarschijnlijk verband met de rol van magnesium bij de activering van enzymen die betrokken zijn bij het fosformetabolisme.

Planten hebben vooral op zandgronden een magnesiumtekort. Podzolische bodems zijn arm aan magnesium en calcium, rijk aan serozem; chernozems nemen een tussenpositie in. In water oplosbaar en uitwisselbaar magnesium in de bodem is 3-10%. Het bodemopnemend complex bevat de meeste calciumionen, magnesium komt op de tweede plaats. Planten krijgen een magnesiumtekort als het minder dan 2 mg per 100 g aarde bevat. Bij een verlaging van de pH van de bodemoplossing komt magnesium in kleinere hoeveelheden de planten binnen.

HOOFDSTUK 2. MATERIALEN EN ONDERZOEKSMETHODEN

2.1 Methoden voor de bepaling van mineralen

Bepaling van het gehalte van een chemisch element in een plant omvat, als een verplichte procedure, voorafgaand aan de bepaling zelf, het stadium van ontbinding (digestie) van het monster.

In de praktijk van biochemische analyse worden hoofdzakelijk twee methoden gebruikt: droog en nat verassen. In beide gevallen zorgt de procedure voor de mineralisatie van alle elementen, dat wil zeggen hun omzetting in een vorm die oplosbaar is in een of ander anorganisch oplosmiddel.

Natte verassing is de belangrijkste manier om organische verbindingen van stikstof en fosfor te ontleden, en in sommige gevallen is het betrouwbaarder bij de bepaling van vele andere elementen. Bij de bepaling van boor kan alleen droge verassing worden toegepast, aangezien de meeste boorverbindingen vervluchtigen met water en zure dampen.

De droogverassingsmethode is toepasbaar voor de analyse van het gehalte van bijna alle macro- en micro-elementen in biologisch materiaal. Gewoonlijk wordt het droog verassen van plantenmonsters uitgevoerd in een elektrische moffeloven in porseleinen, kwarts of metalen kroezen (of kopjes) bij een temperatuur van niet meer dan 450-500 ° C. Kwartskroezen zijn het beste, maar kroezen van vuurvast glas of porselein wordt meestal gebruikt. Voor sommige speciale onderzoeken zijn mogelijk platinakroezen nodig. De lage temperatuur tijdens de verbranding en de juiste keuze van het materiaal van de kroes maken het mogelijk om verliezen door vervluchtiging en verliezen door de vorming van oxiden van de analyt die slecht oplosbaar zijn in zoutzuur, te voorkomen. Oxiden kunnen ontstaan ​​door reactie met het materiaal waarvan de kroezen zijn gemaakt.

2.2 Microchemische analyse van as

Materialen en uitrusting: as verkregen uit het verbranden van bladeren, zaden, hout; 10% HCl en NH 3 oplossingen, 1% oplossingen van de volgende zouten in een druppelaar: Na 2 HCO 3, NaHC 4 H 4 O 6, K 4, (NH 4) 2 MoO 4 in 1% HNO 3, 1% H 2 SO oplossing 4 ; reageerbuisjes, glazen trechters met een diameter van 4-5 cm, metalen spatels of oogspatels, objectglaasjes, glazen staafjes, servetten of stukjes filtreerpapier, papieren filters, sluitringen of kolven met gedestilleerd water, kopjes voor spoelwater.

Korte informatie:

Wanneer weefsel wordt verbrand, vervluchtigen organogene elementen (C; H; O; N) in de vorm van gasvormige verbindingen en blijft een onbrandbaar deel achter - as. Het gehalte in verschillende organen is anders: in een blad - tot 10-15%, in zaden - ongeveer 3%, in hout - ongeveer 1%. De meeste as bevindt zich in levende, actief functionerende weefsels, bijvoorbeeld in het bladmesofyl. De cellen bevatten chlorofyl en veel enzymen, waaronder elementen zoals magnesium, ijzer, koper, enz. Vanwege de hoge metabolische activiteit van levende weefsels, bevatten ze ook een aanzienlijke hoeveelheid kalium, fosfor en andere elementen. Het asgehalte is afhankelijk van de samenstelling van de grond waarop de plant groeit, en van zijn leeftijd en biologische aard. De organen van planten verschillen niet alleen in de kwantitatieve, maar ook in de kwalitatieve samenstelling van de as.

De microchemische methode maakt het mogelijk om een ​​aantal elementen in plantenas te detecteren. De methode is gebaseerd op het vermogen van sommige reagentia om bij interactie met aselementen verbindingen te geven die verschillen in een specifieke kleur of kristalvorm.

Voortgang

Doe een deel van het gedroogde materiaal (houtsnippers, bladeren en gekneusde zaden) in een kroes met een beetje alcohol en steek aan. Herhaal de procedure 2-3 keer. Breng vervolgens de smeltkroes over naar een elektrisch fornuis en ontsteek totdat het verkoolde materiaal een asgrijze kleur krijgt. De kolenresten moeten worden uitgebrand door de kroes 20 minuten in een moffeloven te plaatsen.

Om Ca, Mg, P en Fe te detecteren, is het noodzakelijk om een ​​portie as aan de reageerbuis toe te voegen met een glazen oogspatel, 4 ml 10% HCl te gieten en meerdere keren te schudden voor een betere oplossing. Om kalium te detecteren, moet dezelfde hoeveelheid as worden opgelost in 4 ml gedestilleerd water en door een klein papieren filter in een schone reageerbuis worden gefiltreerd. Breng vervolgens met een glazen staafje een kleine druppel asextract aan op een schoon glasplaatje, ernaast, op een afstand van 10 mm, een druppel reagens en verbind twee druppels met een jumper met een stokje. (Elk reagens wordt met een aparte pipet aangebracht). Kristallisatie van de reactieproducten zal plaatsvinden op het contactpunt van de oplossingen (vermenging van twee druppels is ongewenst, omdat als gevolg van snelle kristallisatie kleine atypische kristallen worden gevormd; bovendien, wanneer de druppel opdroogt, kristallen van de initiële zouten kan vormen).

Verwijder daarna de druppels van de resterende oplossingen van het glas met stukjes filtreerpapier en onderzoek de kristallen onder een microscoop zonder dekglas. Spoel na elke reactie de glazen staaf met water en veeg droog met filtreerpapier.

Voor de detectie van kalium wordt 1% zuur natriumtartraat gebruikt. Door de reactie met het asextract worden kristallen van zuur kaliumtartraat KHC 4 H 4 O 6 gevormd, die eruitzien als grote prisma's. Het extract van kalium in water moet eerst worden geneutraliseerd, aangezien het reactieproduct oplosbaar is in een zuur en alkalisch milieu. De reactie verloopt volgens de vergelijking:

NaHC 4 H 4 O 6 + K +> KNS 4 H 4 O 6 v + Na +.

De detectie van calcium wordt uitgevoerd met 1% zwavelzuur, de reactie verloopt volgens de vergelijking:

CaCl2 + H2SO 4> CaS04 v + 2HCl.

Dientengevolge wordt gips gevormd in de vorm van individueel of verzameld in bundels naaldvormige kristallen.

Wanneer magnesium wordt gedetecteerd, wordt eerst een druppel 10% ammoniakoplossing toegevoegd aan een druppel asextract en door een brug verbonden met een druppel 1% natriumfosfaatoplossing. De reactie verloopt volgens de vergelijking:

MgCl2 + NH3 + Na2HP04> NH4MgP04 v + 2NaCl.

Gevormd fosfor-ammoniak magnesiazout in de vorm van platte kleurloze kristallen in de vorm van rechthoeken, vleugels, deksels.

De detectie van fosfor gebeurt met 1% ammoniummolybdaat in salpeterzuur. De reactie verloopt volgens de vergelijking:

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.

Vormde fosfor-molybdeen ammoniak in de vorm van kleine brokken geelgroene kleur.

Om ijzer te detecteren, wordt een gelijke hoeveelheid asextract van verschillende organen (1-2 ml) in twee reageerbuizen gegoten, een gelijke hoeveelheid 1% geel bloedzout wordt toegevoegd totdat een blauwe kleur verschijnt. Pruisisch blauw wordt gevormd:

4FeCl3 + 3K 4> Fe 4 3 + 12KCl.

HOOFDSTUK 3. RESULTATEN VAN STUDIES EN HUN ANALYSE

3.1 Symptomen van mineraaltekort

Het gebrek aan mineralen veroorzaakt veranderingen in biochemische en fysiologische processen, waardoor vaak morfologische veranderingen of zichtbare symptomen worden waargenomen.

Soms wordt door een tekort de groei geremd totdat andere symptomen optreden.

Zichtbare deficiëntiesymptomen. Het belangrijkste resultaat van een gebrek aan mineralen is een afname van de groei. Het meest opvallende effect is echter de vergeling van de bladeren, veroorzaakt door een afname van de biosynthese van chlorofyl. Vooral bladeren lijken vatbaar voor gebreken. Bij gebrek aan mineralen neemt hun grootte af, verandert hun vorm of structuur, vervaagt hun kleur en soms vormen zich zelfs dode gebieden aan de uiteinden, randen of tussen de hoofdaders. In sommige gevallen worden de bladeren verzameld in trossen of rozetten en kunnen dennennaalden soms niet scheiden en worden "samengevoegde naalden" gevormd. Een veel voorkomend symptoom van een bepaald type mineraaltekort bij kruidachtige planten is onderdrukking van stengelgroei en verminderde groei van bladbladen, wat leidt tot de vorming van rozetten van kleine bladeren, vaak met een netwerk van chlorotische gebieden. De zichtbare symptomen van een tekort aan verschillende elementen zijn zo kenmerkend dat ervaren waarnemers het tekort kunnen herkennen aan het uiterlijk van de bladeren.

Soms vormen bomen bij een gebrek aan mineralen overtollige hoeveelheden kauwgom. Dit fenomeen wordt omosa genoemd. Het vrijkomen van hars rond de knoppen is kenmerkend voor de zinkarme pijnbomen in Australië. De gom wordt ook gevonden op de bast van fruitbomen die lijden aan droge toppen veroorzaakt door een gebrek aan koper. Een aanzienlijk tekort veroorzaakt vaak de dood van bladeren, scheuten en andere delen, dat wil zeggen, symptomen die worden beschreven als droge top ontwikkelen zich. De dood van scheuten veroorzaakt door een gebrek aan koper werd waargenomen in veel bos- en fruitbomen. Wanneer de apicale scheuten van de appelboom afsterven en lijden aan kopertekort, krijgen ze een bossig, onvolgroeid uiterlijk. Boriumtekort veroorzaakt uitdroging van de apicale groeipunten en uiteindelijk de dood van cambium in citrus- en dennenbomen, afsterven van floëem en fysiologisch verval van fruit bij andere soorten. Het ontbreken van één element draagt ​​soms bij aan het optreden van verschillende symptomen, bijvoorbeeld boorgebrek bij appelbomen veroorzaakt vervorming en broosheid van de bladeren, floëemnecrose, schade aan de schors en vruchten.

Chlorose. Het meest voorkomende symptoom dat wordt waargenomen bij een gebrek aan een grote verscheidenheid aan elementen is chlorose, die optreedt als gevolg van een schending van de chlorofylbiosynthese. De aard, mate en ernst van chlorose bij jong en oud blad is afhankelijk van het type plant, het element en de mate van gebrek. Meestal wordt chlorose geassocieerd met een gebrek aan stikstof, maar het kan ook worden veroorzaakt door een tekort aan ijzer, mangaan, magnesium, kalium en andere elementen. Bovendien kan chlorose niet alleen worden veroorzaakt door een tekort aan mineralen, maar ook door vele andere ongunstige omgevingsfactoren, waaronder een teveel of gebrek aan water, ongunstige temperaturen, giftige stoffen (bijvoorbeeld zwaveldioxide) en een teveel aan mineralen. Chlorose kan ook worden veroorzaakt door genetische factoren die het verschijnen van verschillend gekleurde planten veroorzaken: van albino's, volledig verstoken van chlorofyl, tot groenachtige zaailingen of zaailingen met verschillende strepen en bladvlekken.

Op basis van de talrijke factoren die chlorose veroorzaken, kan worden geconcludeerd dat het optreedt als gevolg van zowel een algemene stofwisselingsstoornis als de specifieke invloed van individuele elementen.

Een van de meest voorkomende en meest schadelijke vormen van plantontwikkeling is het type chlorose dat wordt aangetroffen in een groot aantal fruit-, sier- en bosbomen die groeien op alkalische en kalkhoudende gronden. Het wordt meestal veroorzaakt door de ontoegankelijkheid van ijzer bij hoge pH-waarden, maar soms is mangaangebrek de oorzaak.

Bij chlorose in angiospermen blijven de middelste en kleinere nerven van de bladeren groen en worden de gebieden tussen de nerven lichtgroen, geel of zelfs wit. Meestal hebben de jongste bladeren het meest last van chlorose. Bij coniferen, bomen worden jonge naalden bleekgroen of geel en bij een groot tekort kunnen de naalden bruin worden en eraf vallen.

Chlorose veroorzaakt door ijzertekort kan gedeeltelijk of volledig worden geëlimineerd door de pH van de bodem te verlagen.

3.2 Fysiologisch effect van mineraaltekort

Zichtbare morfologische effecten of symptomen van mineraaltekort zijn het gevolg van veranderingen in verschillende interne biochemische of fysiologische processen. Vanwege de complexe relaties tussen beide kan het echter moeilijk zijn om te bepalen hoe het ontbreken van een bepaald element de waargenomen effecten veroorzaakt. Een gebrek aan stikstof kan bijvoorbeeld de groei remmen vanwege een slechtere stikstoftoevoer naar de processen van biosynthese van nieuw protoplasma. Maar tegelijkertijd neemt de snelheid van synthese van enzymen en chlorofyl af en neemt het fotosynthetiserende oppervlak af. Dit veroorzaakt een verzwakking van de fotosynthese, waardoor de toevoer van groeiprocessen met koolhydraten wordt belemmerd. Hierdoor is een verdere afname van de opnamesnelheid van stikstof en mineralen mogelijk. Eén element vervult vaak meerdere functies in een plant, dus het is niet eenvoudig om te bepalen of een schending van welke functie of combinatie van functies het verschijnen van zichtbare symptomen veroorzaakt. Mangaan is bijvoorbeeld naast het activeren van bepaalde enzymsystemen ook nodig voor de synthese. Chlorofyl. Het tekort veroorzaakt een aantal functionele stoornissen. Gebrek aan stikstof leidt meestal tot een merkbare verzwakking van de fotosynthese, maar het effect van een gebrek aan andere elementen is niet zo duidelijk.

Het gebrek aan mineralen vermindert zowel de biosynthese van koolhydraten als hun verplaatsing naar groeiende weefsels. Een tekort beïnvloedt vaak de fotosynthese en de ademhaling op verschillende manieren. Een aanzienlijk kaliumtekort vertraagt ​​bijvoorbeeld de fotosynthese en verhoogt de ademhaling, waardoor de hoeveelheid koolhydraten die voor groei kan worden gebruikt, wordt verminderd. De beweging van koolhydraten wordt soms ook onderdrukt. Dit effect is uitgesproken bij bomen met een tekort aan boor met floëemnecrose. Als gevolg van een afname van de hoeveelheid beschikbare koolhydraten neemt de groeisnelheid van weefsels in een deel van de boom af, maar tegelijkertijd kan er een ophoping van koolhydraten optreden in een ander deel. Soms wordt de zaadvorming verminderd vanwege het lage gehalte aan opgeslagen koolhydraten. Overvloedige toepassing van stikstofbemesting leidde tot een significante toename van het zaadvormingsproces bij beuken- en suikeresdoorns, het percentage gezonde zaden en het drooggewicht van esdoornzaden nam toe. De vorming van kegels en zaden in jonge wierookpijnboom na bevruchting nam ook sterk toe. Als de bomen geen tekort aan mineralen hebben, kan de toepassing van grote hoeveelheden stikstofbemesting de vorming van vruchten en zaden verminderen door de vegetatieve groei te stimuleren.

3.3 Overtollige mineralen

In bosbodems is er zelden een overmaat aan minerale voedingsstoffen, maar overvloedige bemesting van tuinen en kwekerijen leidt soms tot een concentratie van zouten die voldoende is om schade aan te richten. Ook zijn er grote stukken droog land waar de meeste plantensoorten door het hoge zoutgehalte niet kunnen overleven. Irrigatie met water dat veel zout bevat is ook schadelijk. Dit komt door een toename van de osmotische druk, pH-verschuivingen die ongunstig zijn voor planten, onbalans van verschillende ionen of door een combinatie van deze factoren.

De verhoogde osmotische druk van de bodemoplossing vermindert de wateropname, vergroot het watertekort in de bladeren en leidt daardoor tot weefselbeschadiging door uitdroging op dagen dat wind en hoge temperaturen voor sterke transpiratie zorgen. Bij meer langdurige en diepere uitdroging wordt ook het sluiten van huidmondjes waargenomen, wat fotosynthese verhindert. Hoge zoutconcentraties in de bodem kunnen wortelschade veroorzaken door plasmolyse, vooral in zandgronden, wat de synthetische activiteit van de wortels verstoort. Soms worden de bladeren beschadigd door het gebruik van hoge concentraties vloeibare meststoffen.

Het schadelijke effect van overbemesting is afhankelijk van het type plant, het type meststof dat wordt gebruikt en het tijdstip van toediening.

Overmatige bemesting van fruit- en sierbomen verlengt soms het groeiseizoen zodanig dat bomen en struiken geen tijd hebben om kouderesistentie te verwerven voor vorst. Overbemesting stimuleert soms de vorming van een groot aantal takken, bloemen en vruchten op oudere bomen. Andere soorten reacties van planten op overmatige bemesting zijn onder meer fasciatie of afplatting van de stengels en interne necrose van de schors. Op zaailingen manifesteert het ongewenste effect van overmatige bemesting zich in de vorm van overmatige apicale groei, wat leidt tot lage waarden van de verhouding van ondergrondse en bovengrondse delen, waardoor de planten na transplantatie vaak niet goed wortel schieten.

Overmatige bemesting is economisch verspilling. Het is ook ongewenst voor het milieu, omdat het overtollige water kan worden weggespoeld en in waterlichamen of grondwater kan komen. Het is vooral belangrijk om overtollige stikstof weg te spoelen, meestal in de vorm van nitraat, maar het probleem van milieuvervuiling kan zelfs optreden bij de introductie van overmatige hoeveelheden van welk element dan ook.

3.4 Gebrek aan stikstof

Bij een gebrek aan stikstof in de habitat wordt de plantengroei geremd, de vorming van zijscheuten en uitlopers in granen verzwakt en worden kleine bladeren waargenomen. Tegelijkertijd neemt de vertakking van de wortels af, maar de verhouding tussen de massa van de wortels en het bovengrondse deel kan toenemen. Een van de vroegste manifestaties van stikstofgebrek is de lichtgroene kleur van de bladeren, veroorzaakt door de verzwakking van de chlorofylsynthese. Langdurige stikstofgebrek leidt tot hydrolyse van eiwitten en vernietiging van chlorofyl, voornamelijk in de lagere, oudere bladeren en de uitstroom van oplosbare stikstofverbindingen naar jongere bladeren en groeipunten. Door de vernietiging van chlorofyl krijgt de kleur van de onderste bladeren, afhankelijk van het type plant, gele, oranje of rode tinten, en met een uitgesproken stikstoftekort kan necrose, uitdroging en afsterven van weefsels optreden. Stikstofgebrek leidt tot een kortere vegetatieve groeiperiode en eerdere zaadrijping.

3.5 Gebrek aan fosfor

Een uitwendig symptoom van fosforgebrek is een blauwgroene kleur van de bladeren, vaak met een paarse of bronzen tint (bewijs van een vertraging in de eiwitsynthese en de ophoping van suikers). De bladeren worden kleiner en smaller. De groei van planten wordt onderbroken, de rijping van het gewas wordt vertraagd.

Bij een tekort aan fosfor neemt de snelheid van zuurstofabsorptie af, verandert de activiteit van enzymen die betrokken zijn bij het ademhalingsmetabolisme en beginnen sommige niet-mitochondriale oxidatiesystemen (glycolzuuroxidase, ascorbaatoxidase) actiever te werken. Onder omstandigheden van fosforgebrek worden de afbraakprocessen van organofosforverbindingen en polysachariden geactiveerd, de synthese van eiwitten en vrije nucleotiden geremd.

Planten zijn het meest gevoelig voor fosfortekort in de vroege stadia van groei en ontwikkeling. Normale fosforvoeding in een latere periode versnelt de ontwikkeling van planten (in tegenstelling tot stikstof), wat het in de zuidelijke regio's mogelijk maakt om de kans te verkleinen dat ze onder droogte vallen, en in de noordelijke regio's - onder vorst.

3.6 Gebrek aan zwavel

Een onvoldoende toevoer van zwavel naar planten remt de synthese van zwavelhoudende aminozuren en eiwitten, vermindert de fotosynthese en de groeisnelheid van planten, vooral het bovengrondse deel. In acute gevallen wordt de vorming van chloroplasten verstoord en is hun verval mogelijk. Symptomen van zwavelgebrek - bladverkleuring en vergeling - zijn vergelijkbaar met stikstofgebrek, maar komen het eerst voor in de jongste bladeren. Hieruit blijkt dat de uitstroom van zwavel uit oudere bladeren de onvoldoende toevoer van zwavel naar planten via de wortels niet kan compenseren.

3.7 Gebrek aan kalium

Bij een gebrek aan kalium beginnen de bladeren van onderaf geel te worden - van oud tot jong. Bladeren worden geel aan de randen. Vervolgens krijgen hun randen en toppen een bruine kleur, soms met rode "roestige" vlekken; dood en vernietiging van deze gebieden plaatsvindt. De bladeren zien eruit alsof ze verbrand zijn. Kaliumvoorziening is vooral belangrijk voor jonge, actief groeiende organen en weefsels. Daarom neemt bij kaliumgebrek de werking van het cambium af, wordt de ontwikkeling van vaatweefsel verstoord, neemt de dikte van de celwand van de epidermis en de cuticula af en worden de processen van celdeling en verlenging geremd. Als gevolg van het verkorten van internodiën kunnen rozetvormen van planten worden gevormd. Het gebrek aan kalium leidt tot een afname van het dominante effect van de apicale nieren. De apicale en apicaal-laterale knoppen stoppen met ontwikkelen en sterven af, de groei van zijscheuten wordt geactiveerd en de plant neemt de vorm aan van een struik.

Vergelijkbare documenten

Studie van de fysische en chemische samenstelling van bodems van kamerplanten, soorten minerale meststoffen. Tekenen van een gebrek aan mineralen in de bodem. Tips voor het kweken van kamerplanten in een schoolomgeving. Ziekten en plagen van planten, beschermingsmiddelen.

scriptie, toegevoegd 09/03/2014


De rol van mineralen in het leven van cellen en weefsels van het dierlijk lichaam. De waarde van macronutriënten voor het lichaam van het dier. Zuur-baseverhouding van elementen in voer. Het gebruik van sporenelementen in de voeding, dagelijkse inname.

samenvatting, toegevoegd 25-10-2009


Classificatie van minerale meststoffen (eenvoudig en gemengd). Uitputting van landbouwgrond. Organische en minerale meststoffen. Volledige ontwikkeling van planten met behulp van complexe meststoffen. Invloed van water op de vitale activiteit van planten.

presentatie toegevoegd op 14-05-2014


Beschrijving van eiwitten, vetten, koolhydraten, vitamines, mineralen en micro-elementen. Evaluatie van de voedingswaarde van voer. Methoden voor het bestuderen van het metabolisme in het lichaam van een dier op basis van de wet van behoud van energie. De balans van stikstof, koolstof en energie in een koe.

samenvatting, toegevoegd 15-06-2014


Bodems, bodemvormingsomstandigheden. Kenmerken van minerale meststoffen. Geologie, geomorfologie, klimaat van de nabijheid van de Sozh-rivier. Kenmerken van de bodem en klimatologische omstandigheden. Invloed van minerale meststoffen op productiviteit en soortensamenstelling van grasland.

proefschrift, toegevoegd 11/03/2012


Afhankelijkheid van de kwaliteit van landbouwproducten van het gehalte aan essentiële organische en minerale verbindingen daarin. De invloed van minerale meststoffen (stikstof, fosfor, kalium en complex) in verschillende combinaties op de ontwikkeling en productiviteit van planten.

samenvatting, toegevoegd 10/07/2009


De waarde van mineralen en vitamines in het lichaam van varkens. Het gebruik van endogene stimulantia en biologisch actieve stoffen in de samenstelling van premixen. De haalbaarheid van het gebruik van biostimulantia in de voeding (antibiotica, enzymen, Eleutherococcus).

zelfstudie, toegevoegd 10/05/2012


Het gebruik van organische en minerale meststoffen in de regio Duvan van de Republiek Bashkortostan, methoden voor het berekenen van de dosis minerale meststoffen, het plannen van de oogst van gewassen. Meerjarenplan voor het gebruik van meststoffen in vruchtwisseling, rekening houdend met bodemvruchtbaarheid.

scriptie, toegevoegd 15-07-2009


De fysiologische betekenis van mineralen in het lichaam van varkens. Gebruik van pikumin bij zeugen tijdens de dracht. Omgevingsfactoren en hun invloed op de natuurlijke weerstand en productiviteit van varkens. Bloedindicatoren van zeugen.

monografie, toegevoegd op 10/05/2012


Dieet van een hond in een stedelijke omgeving. Voedselvertering en maagcapaciteit. Behoeften aan nutriënten en energie. De rol van vetten in vitaminevoeding en watermetabolisme. Symptomen van foliumzuurtekort. Functies in het lichaam van minerale stoffen.

Er zijn veel mysterieuze dingen in de plantenwereld. Een van deze mysteries - plantengroei - trekt speciale aandacht van wetenschappers: fysiologen, genetici, fokkers. De moeilijkste problemen die samenhangen met het verhogen van de opbrengst, het verbeteren van de kwaliteit ervan, kunnen worden opgelost als een persoon leert het leven van planten te beheren, de wetten van hun groei en ontwikkeling te ontdekken. De geheimen van de plantenwereld blijven de mens interesseren en prikkelen, en die hij geleidelijk onthult, vertrouwend op steeds meer perfecte kennis en ervaring.

In de allereerste lezing die de uitstekende botanicus en fysioloog Kliment Arkadyevich Timiryazev in het Moskouse Museum voor Toegepaste Kennis (nu het Polytechnisch Museum) in de winter van 1876 hield, werd bewezen dat plantenfysiologie de wetenschappelijke basis van de landbouw is, zonder welke plantenfysiologie groei niet goed kan worden vastgesteld.

Een van de mysteries die niet alleen fysiologen, maar ook genetici, veredelaars, zorgen baart, is de groei van planten. Het is bekend dat de plant voor dit proces groeistoffen of fytohormonen nodig heeft. Vandaag hebben ze een andere naam gekregen: biostimulantia voor groei. Biostimulanten voor plantengroei zijn zeer actieve verbindingen. Zelfs een onbeduidende hoeveelheid ervan heeft een significant effect op het metabolisme en de groei van planten.

De studie van fytohormonen begon in 1880 met de publicatie van het laatste boek van de grote natuuronderzoeker, schepper van de evolutietheorie, Charles Darwin. Het heette "Het vermogen om in planten te bewegen." Jarenlang was de wetenschapper geïnteresseerd in de verschillende bewegingen van de stengel, wortel en bladeren van hogere planten. Uit talloze experimenten en observaties concludeerde Darwin dat er enkele stoffen in het bovenste deel van de planten zijn die de groei van de hele plant stimuleren.

Er zijn meer dan honderd jaar verstreken. Tegenwoordig is de leer van fytohormonen een van de leidende in de kennis van groeipatronen.

Op dit moment worden de verworvenheden van de moderne wetenschap veel gebruikt in de plantenteelt. Een van deze gebieden is het gebruik van biologisch actieve medicijnen om de weerstand en productiviteit van planten te verhogen. Het bereik van dergelijke medicijnen is nu erg breed. Nadat we hun eigenschappen hebben overwogen, hebben we verschillende soorten groeistoffen voor onderzoek gekozen om experimenteel te controleren hoe ze de groei en ontwikkeling van planten beïnvloeden, om de geschiktheid van hun gebruik bij het kweken van tuingewassen en kamerplanten te bepalen.

Momenteel worden verschillende groeistoffen gebruikt om de plantengroei te verbeteren. Onder hen - "Sudarushka", "Bud", "Rassada-Rost", "Gumat - August", "Epin", "Energy", "Albit", "Zircon" en anderen.

Het voordeel van deze medicijnen is het vermogen om de opbrengst te verhogen, de productkwaliteit te verbeteren en de weerstand tegen ongunstige omgevingsfactoren te vergroten. Er wordt aangegeven dat behandelingen met groeistoffen het gehalte aan nitraten, zware metalen en bestrijdingsmiddelen in producten verlagen, wat vooral van belang is bij een vervuild milieu in de stad, maar ook bij het kweken van groenteplanten.

Het doel van ons werk was om het effect van sommige biostimulanten op de ontwikkeling van planten te bestuderen. Hiervoor werd een literaire recensie gegeven over het bestudeerde onderwerp en werd experimenteel werk uitgevoerd. In de toekomst kunnen we voorstellen om het effect van micropreparaten op de groei en ontwikkeling van andere planten te bestuderen.

1. Om het effect van groeistoffen te bestuderen:

➢ op de snelheid van zaadkieming;

➢ voor wortelvorming;

➢ voor de groei en ontwikkeling van planten.

2. Vergelijk het effect van groeistoffen op de groeisnelheid en ontwikkeling van planten.

3. Trek conclusies over de wenselijkheid van het gebruik van groeistoffen in verschillende perioden van plantontwikkeling.

De onderzoeksobjecten waren biostimulanten voor groei: epine, energie, zirkoon, albiet.

Onderzoeksmethoden

Het werk werd over meerdere maanden uitgevoerd. Tijdens deze werkperiode werden de beschikbare informatiebronnen over groeistoffen bestudeerd: populair-wetenschappelijke literatuur, wetenschappelijke literatuur, de mogelijkheden van internet werden gebruikt, experimenten werden uitgevoerd. Gecontroleerde overleving van planten; plant hoogte; de grootte van de wortels; het aantal bladeren. Alle gegevens zijn in tabellen ingevoerd, grafieken zijn gemaakt, die de invloed van de onderzochte groeistoffen op de groei en ontwikkeling van planten weergeven.

Na het uitvoeren van het experiment werd onthuld dat bladbehandeling van planten met groeistoffen hun groei en ontwikkeling aanzienlijk versnelt en de overlevingskans van planten verhoogt.

Onderzoekshypothese: als je experimenteel het effect van biostimulanten op planten in verschillende perioden van hun leven ontdekt, kun je hun groei en ontwikkeling effectief beheren, de productiviteit van gekweekte planten verhogen en de conditie van kamerplanten verbeteren.

HOOFDSTUK 1. LITERAIR OVERZICHT

In deze sectie hebben we de verscheidenheid aan biostimulanten onderzocht, hun effect op planten.

Biostimulanten, hun effect op planten

In het huidige stadium van de plantenteelt worden niet alleen verschillende meststoffen op grote schaal gebruikt om de productiviteit van planten te verhogen, maar ook een breed scala aan additieven, biologisch actieve stoffen. Deze medicijnen worden gecombineerd in de klasse van biostimulantia of fytohormonen, groeistoffen.

Er zijn er veel - verschillend in samenstelling en werkingsmechanisme (stimulering van groei of wortelvorming, regulering van levensprocessen in plantencellen, aanpassing aan ongunstige omgevingsomstandigheden en bescherming tegen ziekten door de immuniteit van planten te verhogen). Biostimulanten bestaan ​​uit plantenextracten en bevatten in verschillende verhoudingen sporenelementen, aminozuren, eiwitten (eiwitten), vetzuren, vitamines, enzymen (enzymen) en extracten uit compost.

Biostimulanten verhogen de weerstand van planten tegen nadelige invloeden. Geen van de medicijnen is echter een wondermiddel voor alle tegenslagen en zal nooit een goede plantenverzorging vervangen.

Onder het enorme scala aan biostimulanten die door een breed scala aan plantenveredelaars worden gebruikt, zijn de volgende:

Zirkoon is een plantengroei- en ontwikkelingsregulator, een wortelvormer en een bloeiopwekker verkregen uit plantaardig materiaal. Verhoogt de ontkieming van zaden, versnelt de bloei, groei en ontwikkeling van planten gedurende 5-10 dagen. Bij gebruik van Zirkoon wordt de rijpingstijd van het gewas met 1-2 weken verkort; tegelijkertijd neemt de opbrengst toe, het risico op plantenziekte met verschillende rotting wordt verminderd. Zirkoon heeft een hoge wortelvormende activiteit - het kan worden gebruikt bij het bewortelen van stekken van moeilijk te wortelen gewassen, maar ook bij het besproeien van planten

Humisol - N - biostimulator voor plantengroei, verbetert de ontkieming van zaden, verbetert de wortelvorming, stimuleert de groei en ontwikkeling van planten, verhoogt de weerstand tegen ziekten, onderdrukt de groei van pathogene microflora.

Zijde is een groeistimulans en een inductor van plantenimmuniteit. Ontworpen voor zaadbehandeling vóór het zaaien en sproeien tijdens het groeiseizoen om de levensvatbaarheid van planten in extreme klimatologische omstandigheden (droogte, bevriezing) te vergroten, waardoor de incidentie van schimmel-, bacteriële en virale ziekten van planten wordt verminderd.

Natriumhumaat is een plantengroeiregulator. Het medicijn stimuleert biochemische processen in het plantenlichaam, activeert fotosynthese en koolhydraatmetabolisme met een intensieve groei van groene massa, verhoogt de benuttingsgraad van voedingsstoffen uit de bodem. Verhoogt de ontkieming van zaden. Verbetert de overlevingskans van zaailingen en planten tijdens transplantatie, verhoogt de weerstand van planten tegen ziekten, vorst en droogte. Natriumhumaat is betrokken bij de vorming van de bodemstructuur (verbetering bodembeluchting, waterretentie en teeltcapaciteit).

Kornevin is een stimulerend middel voor wortelvorming, een analoog van heteroauxine. Het wordt gebruikt voor het rooten van zaailingen van bomen en struiken, het enten van verschillende gewassen, het verbeteren van de overlevingskans van zaailingen tijdens de transplantatie, het verwijderen van bollen en knollen van tulpen, begonia's en anderen uit de rustperiode.

Humate August is een plantengroeiregulator. Een medicijn voor het verhogen van de groei van scheuten, het verminderen van het verlies van eierstokken, het verhogen van de opbrengst. Het doel: Humate August vormt, wanneer opgelost in water, humuscomplexen, die biologisch actieve stoffen zijn. Ze activeren de vitale activiteit van bodemvormende micro-organismen, versnellen en reguleren metabolische processen in de planten zelf, wat leidt tot een versnelde rijping, een toename van fruit, een verbetering van hun kwaliteit, een toename van de weerstand tegen ongunstige klimatologische omstandigheden, tot een verhoogde weerstand aan verschillende ziekten. Ook gebruikt voor het weken van zaden, het besproeien van bladeren en het bewateren van wortels van zaailingen. Wanneer "Humate Augusta" wordt opgelost in heet water, krijgt de vloeistof een karakteristieke "theekleur" en bezinkt het onoplosbare deel van het preparaat (tot 50%) naar de bodem. Scheid de oplossing zorgvuldig voordat u gaat spuiten.

De knop is een groeiregulator. Verhoogt het aantal eierstokken, versnelt de groei en rijping van fruit, groenten, bessen en druiven. Het is een oplosbaar poeder dat een grote hoeveelheid natriumzouten, basische sporenelementen en humuszuurzouten bevat. Het wordt gebruikt als biologische stimulator van de vorming van eierstokken, groei en vruchtvorming. Het gebruik van het medicijn stelt u ook in staat om het vallen van de eierstokken te voorkomen en de weerstand van jonge bloeiwijzen tegen vorst te vergroten. Het medicijn is veilig voor bijen en andere nuttige insecten.

Albit is een complexe biostimulant voor de ontwikkeling van planten. Dit medicijn wordt gebruikt voor het voorzaaien van zaadbehandeling en het sproeien van planten, om verzwakte planten te helpen. Albit versnelt de groei van scheuten, verlengt de bloeiduur en verbetert de decoratieve kwaliteiten van bloemgewassen.

Epin (epibrassinolide) is een natuurlijke bioregulator, anti-stress adaptogeen en groeistimulator in de cellen van alle planten, een analoog van het Japanse medicijn epibrassinolide JRDC - 694. Epibrassinolide is een van de natuurlijke fytohormonen die verantwoordelijk is voor de natuurlijke evenwichtige ontwikkeling van planten. Het medicijn bevordert de snelle ontkieming van zaden, verhoogt de weerstand tegen vorst, droogte en ziekten (inclusief Phytophthora), verbetert de overlevingskans van zaailingen wanneer ze in de volle grond worden getransplanteerd. Bij het spuiten vallen de eierstokken niet van vegetatieve planten. Door het gebruik van epine stijgt de opbrengst met 1,5 keer, rijpt twee weken eerder en wordt langer bewaard. Zouten van zware metalen, radionucliden, herbiciden, nitraten worden uit planten verwijderd. Deze geneesmiddelen verschillen in de werkzame stof (in Epin - epibrassinolide, in Albit - poly-beta-hydroxyboterzuur, magnesiumsulfaat, kaliumfosfaat, kaliumnitraat en carbamide). Hun werking is vergelijkbaar, maar Epin-extra wordt voornamelijk gebruikt als een adaptogeen tegen stress en Albit wordt gebruikt als biostimulator voor plantengroei.

Energie is een natuurlijke groeistimulans die de ontkieming van zaden tot 100% verhoogt en de weerstand van planten tegen ziekten verhoogt. Dit product bevat zouten van humuszuren, kiezelzuurzouten, macro- en micro-elementen

Atleet - een medicijn dat de overgroei van zaailingen voorkomt. De atleet vormt een sterk ontwikkeld wortelstelsel van planten, verlengt de bloeiduur en verbetert de decoratieve kwaliteiten van bloemgewassen. Het werkt op deze manier: de atleet dringt door de bladeren (sproeien) of het wortelstelsel (water geven), vertraagt ​​​​de groei van het bovengrondse deel van de plant, waardoor de stengel korter en dikker wordt, waardoor de bladeren breder worden.

Men moet het gezond verstand niet vergeten en medicijnen gebruiken om de ontwikkeling van planten te verbeteren, als het echt nodig is; volg de instructies strikt op. Onjuist en vroegtijdig gebruik van medicijnen zal leiden tot remming van de groei en ontwikkeling van groene huisdieren.

HOOFDSTUK 2. EXPERIMENTEEL

In dit hoofdstuk gaan we in op het effect van groeipreparaten: epine, zirkoon, energie, albite op de groei en ontwikkeling van planten. De keuze voor bovengenoemde voorbereidingen is gemaakt op basis van een enquête onder de verkopers van de Semena-winkels. Uit een onderzoek bleek dat tuinders vaker dan anderen biostimulanten "Epin", "Energy", minder vaak "Albit", "Zircon" kopen.

2. 1. Gebruik van biostimulantia voor het ontkiemen van erwtenzaden

Voor het experiment namen we epin, zirkoon, energie, albiet, erwtenzaden en sedimentwater. Erwtenzaden werden in een bak met sedimentwater geplaatst, waaraan volgens de normen groeistoffen werden toegevoegd. Waarnemingen zoals het verschijnen van wortels werden in de tabel ingevoerd. Op basis van de waarnemingsresultaten werd een grafiek uitgezet van de afhankelijkheid van ontkieming van erwtenzaad bij gebruik van verschillende biostimulanten.

Analyse van de grafieken laat zien dat het beste effect op de ontkieming van erwtenzaden wordt geleverd door de biostimulanten "Epin", "Zircon". Als we het hebben over een factor als de kieming van zaden, dan blijkt hier het medicijn "Energie" de beste te zijn, met de verwerking waarvan honderd procent kieming wordt waargenomen.

2. 2. Gebruik van biostimulanten voor de groei en ontwikkeling van uien

Om de ontwikkeling van bladeren van uienbollen te observeren, kozen we dezelfde biostimulantia als in het eerste experiment. Gegevens over het verloop van de plantontwikkeling werden in een tabel ingevoerd. We noteerden het tijdstip van opkomst, de grootte van de wortels, de opkomst en groeisnelheid van de bladeren. Deze tabellen werden gebruikt om grafieken te maken.

Zoals uit de grafieken blijkt, hebben biostimulanten Epin en Zircon een positief effect op de wortelgroei, terwijl biostimulanten Epin en Albit een gunstiger effect hebben op de bladgroei.

2. 3. Gebruik van biostimulantia voor de groei en ontwikkeling van Kalanchoë

Kalanchoë is op 21 september 2006 in 4 potten geplant. De planten werden bewaterd met 4 biostimulanten. Observationele gegevens werden in een tabel ingevoerd. Volgens de tabel zijn grafieken 4 en 5 gemaakt van de afhankelijkheid van de groei van bladeren en het aantal bladeren van biostimulanten.

De grafieken laten zien dat de beste biostimulanten voor deze plant Albit, Energy zijn. Als resultaat van het observeren van de ontwikkeling van de plant, bleek dat de knoppen en bloemen op de plant verschenen, die werd behandeld met de biostimulant "Energy".

HOOFDSTUK 3. CONCLUSIES, CONCLUSIES

Het uitgevoerde onderzoek en experiment maakte het mogelijk om te achterhalen hoe groeistoffen de groei en ontwikkeling van planten beïnvloeden.

We hebben vastgesteld dat:

1. Biostimulator "Energy" is bedoeld voor het voorzaaien van zaden en het besproeien van planten tijdens de plantengroei om:

➢ stimulering van zaadkieming;

➢ versnelling van plantengroei en -ontwikkeling;

➢ een toename van vroege en algemene opbrengst door vroege bloei en vruchtvorming;

➢ het verhogen van de weerstand en het verminderen van de incidentie van plantenziekten.

2. Biostimulant "Epin" is een wijdverbreid en populair medicijn. Het wordt meestal gebruikt door tuinders voor het verwerken van planten. Hun keuze is niet toevallig, aangezien epine een van de beste adaptogene geneesmiddelen is, het:

➢ biedt bescherming van de plant tegen droogte, vorst;

➢ draagt ​​bij aan de heropleving van verzwakte en verjonging van oude planten;

➢ stimuleert wortelvorming;

➢ Versnelt de overlevingskans van zaailingen bij het plukken.

3. Complexe biostimulator van plantengroei en -ontwikkeling "Albit" activeert alle levensprocessen in planten:

➢ stimuleert zaadkieming;

➢ versnelt de groei van scheuten;

➢ verhoogt de groeisnelheid van groene plantenmassa;

➢ herleeft verzwakte en verjongt oude planten;

➢ beschermt planten tegen ongunstige weersomstandigheden.

4. Plantengroeiregulator "Zircon":

➢ verhoogt de ontkieming van zaden;

➢ gegarandeerd wortel zaailingen, stekken;

➢ beschermt tegen stress;

➢ vermindert de schade aan planten door rot, echte meeldauw, Phytophthora.

De positieve rol van biostimulanten voor plantengroei is duidelijk. Het uitgevoerde experiment bewees de effectiviteit en doelmatigheid van het gebruik van groeistoffen om de productiviteit te verhogen en de conditie van gekweekte groente- en kamerplanten te verbeteren. Ze versnellen de ontwikkeling van planten.

Rekening houdend met de eigenaardigheden van de actie op de ontwikkeling van planten van elk van de groeibiostimulantia, is het mogelijk om het gebruik van deze preparaten gedurende het hele groeiseizoen van planten aan te bevelen:

➢ "Epin" is handiger om te gebruiken in ongunstige omgevingsomstandigheden, voordat zaailingen in de grond worden getransplanteerd;

➢ "Zirkoon" stimuleert wortelvorming beter dan andere, dus het kan worden gebruikt voor beworteling van stekken, planttransplantatie;

➢ "Energie" stimuleert de vorming van knoppen en bloemen beter dan andere. In dit opzicht moet dit medicijn worden gebruikt tijdens de periode van ontluikende en bloeiende planten;

➢ "Albit" versnelt de groei van scheuten, verhoogt de groeisnelheid van groene plantenmassa. Het kan worden gebruikt bij het telen van groene gewassen.

Na voltooiing van het experiment kunnen we gerust stellen dat het experiment succesvol was. We hebben bewezen dat biostimulanten kunnen worden gebruikt om de groei en ontwikkeling in risicovolle landbouwomstandigheden te verbeteren. Dit zal de stressbestendigheid van planten aanzienlijk verhogen, de groei en ontwikkeling van planten versnellen en zal het mogelijk maken om een ​​vroege oogst van gecultiveerde planten te oogsten, zelfs in ongunstige omstandigheden voor plantontwikkeling.