Una carenza acuta di ferro nella pianta provoca...foglie.
Il catione... partecipa ai movimenti stomatici.
Aumenta la resistenza all'allettamento nei cereali... .
La carenza... provoca danni ai meristemi terminali.
Gli acidi nucleici contengono...
L'ordine di aumento del contenuto di ceneri negli organi e nei tessuti vegetali.
SVANTAGGI
MACRO - E MICROELEMENTI, LA LORO IMPORTANZA ED I LORO SEGNI
NUTRIZIONE MINERALE
Stabilire una corrispondenza tra un gruppo di piante e il contenuto minimo di acqua necessaria alla vita.
ASSORBIMENTO E TRASPORTO DELL'ACQUA
Assorbimento e trasporto dell'acqua
109. L'acqua costituisce in media il__% della massa della pianta.
110. I semi delle piante allo stato secco contengono...% di acqua.
111. Circa....% dell'acqua contenuta nella pianta partecipa a trasformazioni biochimiche.
1. igrofite
2. mesofiti
3. xerofite
4. idrofite
113.Le principali funzioni dell'acqua in una pianta:….
1. mantenimento dell'equilibrio termico
2. partecipazione a reazioni biochimiche
3. garantire il trasporto delle sostanze
4. creazione di immunità
5. fornire comunicazione con l'ambiente esterno
114. Il principale spazio osmotico delle cellule vegetali mature è…..
1. vacuolo
2. pareti cellulari
3. citoplasma
4. apoplasto
5. sempliceplast
115. La risalita dell'acqua lungo il tronco di un albero prevede….
1. azione di aspirazione delle radici
2. pressione radicale
3. continuità dei fili d'acqua
4. pressione osmotica del succo vacuolare
5. caratteristiche strutturali dei fasci conduttivi
116. I prodotti della fotosintesi comprendono...% dell'acqua passata attraverso la pianta.
5. più di 15
117. Massimo deficit idrico nelle foglie delle piante in condizioni normali
condizioni osservate in....
1. mezzogiorno
3. la sera
118. Una percentuale significativa di acqua è dovuta al rigonfiamento dei colloidi nelle piante
assorbire....
2. meristema
3. parenchima
5. legno
119. Fenomeno del distacco del protoplasto dalla parete cellulare nell'iperteso
soluzioni si chiama ###.
120. Il grado di apertura stomatica influisce direttamente... .
1. traspirazione
2. assorbimento di CO 2
3. rilascio di O 2
4. Assorbimento ionico
5. velocità di trasporto degli assimilati
121. La traspirazione cuticolare delle foglie adulte è...% dell'acqua evaporata.
2. circa 50
122. Solitamente gli stomi occupano...% dell'intera superficie fogliare.
5. più di 10
123. La massima resistenza al flusso dell'acqua liquida in una pianta è..
1. apparato radicale
2. sistema di conduzione delle foglie
3. vasi a stelo
4. pareti cellulari del mesofillo
124. La superficie totale delle radici supera la superficie degli organi fuori terra
in media... volte.
125. Lo zolfo fa parte della forma proteica....
1. solfito (SO 3)
2. solfato (SO 4)
3. gruppo sulfidrilico
4. gruppo disolfuro
2. corteccia d'albero
3.stelo e radice
5. legno
127. Il fosforo è incluso in:....
1.carotenoidi
2. amminoacidi
3. nucleotidi
4. clorofilla
5. alcune vitamine
128. Elementi nutrizionali minerali nella clorofilla: ...
1.Mg 2.Cl Z.Fe 4.N 5.Cu
129. Il ruolo biochimico del boro è quello... .
1. è un attivatore enzimatico
2. parte delle ossidoreduttasi
3. attiva i substrati
4. inibisce un numero di enzimi
5. migliora la sintesi degli aminoacidi
1.N2.SЗ.Fe 4. P 5. Ca
1.Ca 2.Mn 3. N4.P5.Si
132. La carenza... porta alla caduta dell'ovaio e alla crescita ritardata del polline
tubi
1. Ca 2. K Z.Si 4. B 5. Mo
3.0,0001-0,00001
1.Ca 2. K Z.N 4. Fe 5.Si
135. I coenzimi vegetali possono contenere i seguenti elementi: ... .
1. K 2. Ca Z. Fe 4. Mn 5. B
1.Ca 2+ 2. M e 2+ Z.Na + 4. K + 5. Cu 2+
137. Il deflusso degli zuccheri dalle foglie è ostacolato da una carenza di elementi: ... .
1 .N 2. Ca Z.K 4. B 5.S
138. Il marciume cardiaco della barbabietola da zucchero è causato da....
1. eccesso di azoto
2. mancanza di azoto
3. carenza di boro
4. carenza di potassio
5. carenza di fosforo
139. Cause della mancanza di fosforo in una pianta....
1. ingiallimento delle foglie superiori
2. clorosi di tutte le foglie
3. arricciare le foglie dai bordi
4. aspetto del colore antocianico
5. necrosi di tutti i tessuti
140. Il potassio partecipa alla vita della cellula come....
1. componente enzimatico
2. componente nucleotidica
3. cationi intracellulari
4. componenti della parete cellulare
5. componenti della parete extracellulare
3. doratura dei bordi
4. chiazze
5.torsione
142. Cause della mancanza di potassio in una pianta... .
1. la comparsa di necrosi dai bordi delle foglie
2. bruciatura delle foglie
3. ingiallimento delle foglie inferiori
4. imbrunimento delle radici
5. comparsa della colorazione antocianica sulle foglie
143. L'enzima nitrato reduttasi di una cellula vegetale contiene: ....
1. Fe 2.Mn 3.Mo 4. Mg 5. Ca
144. Di conseguenza l'azoto viene assorbito dalla cellula vegetale... .
1. interazioni dei nitrati con i carotenoidi
2. Accettazione dell'ammoniaca da parte dell'ATP
3. Amminazione dei chetoacidi
4. amminazione degli zuccheri
5. Accettazione dei nitrati da parte dei peptidi
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In media, l'acqua costituisce l'80-90% della massa della pianta. Tuttavia, il suo contenuto varia e dipende in gran parte dalla specie, dai tessuti e dagli organi, dall’età, dall’attività funzionale e dai fattori ambientali.
Tabella 1 - Contenuto di acqua nei diversi organi vegetali
Le principali funzioni dell'acqua nelle piante:
1) Unisce tutte le parti del corpo, formando una fase acquosa continua;
2) Forma una soluzione e un ambiente per le reazioni metaboliche;
3) Partecipa a vari processi come sostanza di reazione
6СО 2 + 6Н 2 О→С 6 Н 12 О 6 + 6О 2
4) Assicura il movimento delle sostanze attraverso i vasi della pianta, attraverso il simplasto e l'apoplasto;
5) Protegge i tessuti vegetali dagli sbalzi termici improvvisi (a causa dell'elevata capacità termica e dell'elevato calore specifico di vaporizzazione);
6) Fornisce elasticità ai tessuti e agli organi, agisce come ammortizzatore durante lo stress meccanico;
7) Mantiene la struttura delle molecole organiche, delle membrane, del citoplasma, della parete cellulare e di altri compartimenti cellulari.
Le funzioni dell'acqua sono determinate dalle speciali proprietà fisico-chimiche e dalla struttura della molecola. La molecola d'acqua è polare ed è un dipolo (H δ+ - O δ-). La geometria della molecola corrisponde a un tetraedro doppiamente incompleto. Questa forma geometrica provoca la separazione nello spazio dei “baricentri” delle cariche negative e positive e la formazione di un dipolo della molecola d'acqua.
Figura 3. Proiezione su un piano Figura 4. Immagine convenzionale di una molecola d'acqua
L'acqua è un solvente. A causa della sua natura polare, l'acqua ha la capacità di interagire con ioni e altri composti polari e mescolarli con molecole di solvente (acqua). I composti non polari non si dissolvono in acqua, ma formano interfacce con l'acqua. Negli organismi viventi molte reazioni chimiche avvengono alle interfacce.
Acqua legata– ha proprietà fisiche alterate principalmente a seguito dell’interazione con componenti non acquosi. Convenzionalmente si intende acqua legata quella che non gela quando la temperatura scende fino a – 10°C.
L’acqua legata nelle piante è:
1) Legato osmoticamente
2) Legato ai colloidi
3) Connesso ai capillari
Acqua legata osmoticamente– associati a ioni o sostanze a basso peso molecolare. L'acqua idrata le sostanze disciolte: ioni, molecole. L'acqua si lega elettrostaticamente e forma uno strato monomolecolare di idratazione primaria. La linfa vacuolare contiene zuccheri, acidi organici e loro sali, cationi inorganici e anioni. Queste sostanze trattengono l'acqua osmoticamente.
Acqua legata colloidalmente– comprende l'acqua che si trova all'interno del sistema colloidale e l'acqua che si trova sulla superficie dei colloidi e tra loro, nonché l'acqua immobilizzata. L'immobilizzazione è la cattura meccanica dell'acqua durante i cambiamenti conformazionali delle macromolecole o dei loro complessi, con l'acqua racchiusa nello spazio ristretto della macromolecola. Una quantità significativa di acqua legata a colloidi si trova sulla superficie delle fibrille della parete cellulare, nonché nei biocolloidi del citoplasma e nella matrice delle strutture della membrana cellulare
- Composizione chimica e nutrizione delle piante
Le piante contengono acqua e la cosiddetta sostanza secca, rappresentata da composti organici e minerali. Il rapporto tra la quantità di acqua e di sostanza secca nelle piante, nei loro organi e tessuti varia ampiamente. Pertanto, il contenuto di sostanza secca nei frutti di cetrioli e meloni può raggiungere il 5% della loro massa totale, nelle teste di cavoli, radici di ravanello e rapa - 7-10, nelle radici di barbabietole, carote e bulbi di cipolla - 10 -15, negli organi vegetativi della maggior parte delle colture erbacee - 15-25, radici di barbabietola da zucchero e tuberi di patata - 20-25, cereali e legumi - 85-90, semi oleosi - 90-95%.
Acqua
Nei tessuti degli organi vegetativi in crescita delle piante, il contenuto di acqua varia dal 70 al 95%, e nei tessuti di conservazione dei semi e nelle cellule dei tessuti meccanici - dal 5 al 15%. Man mano che le piante invecchiano, la fornitura totale e il relativo contenuto di acqua nei tessuti, in particolare negli organi riproduttivi, diminuiscono.
Le funzioni dell'acqua nelle piante sono determinate dalle sue proprietà fisiche e chimiche intrinseche. Ha un elevato potere calorifico specifico e, grazie alla sua capacità di evaporare a qualsiasi temperatura, protegge le piante dal surriscaldamento. L'acqua è un ottimo solvente per molti composti; nell'ambiente acquatico si verifica la dissociazione elettrolitica di questi composti e gli ioni contenenti gli elementi necessari per la nutrizione minerale vengono assorbiti dalle piante. L'elevata tensione superficiale dell'acqua determina il suo ruolo nei processi di assorbimento e movimento dei composti minerali e organici. Le proprietà polari e l'ordine strutturale delle molecole d'acqua determinano l'idratazione degli ioni e delle molecole di composti a basso e alto peso molecolare nelle cellule vegetali.
L'acqua non è solo un riempitivo per le cellule vegetali, ma anche una parte inseparabile della loro struttura. Il contenuto di acqua delle cellule dei tessuti vegetali determina il loro turgore (la pressione del liquido all'interno della cellula sulla sua membrana) ed è un fattore importante nell'intensità e nella direzione di vari processi fisiologici e biochimici. Con la partecipazione diretta dell'acqua, negli organismi vegetali si verifica un numero enorme di reazioni biochimiche di sintesi e decomposizione di composti organici. L'acqua è di particolare importanza nelle trasformazioni energetiche nelle piante, principalmente nell'accumulo di energia solare sotto forma di composti chimici durante la fotosintesi. L'acqua ha la capacità di trasmettere i raggi della parte visibile e quasi ultravioletta della luce necessaria per la fotosintesi, ma trattiene una certa parte della radiazione termica infrarossa.
Materia secca
La sostanza secca delle piante è rappresentata per il 90-95% da composti organici: proteine e altre sostanze azotate, carboidrati (zuccheri, amido, fibre, sostanze pectine), grassi, il cui contenuto determina la qualità del raccolto (Tabella 1).
La raccolta di sostanza secca dalla parte commerciabile del raccolto delle principali colture agricole può variare entro limiti molto ampi: da 15 a 100 centesimi o più per 1 ettaro.
Proteine e altri composti azotati.
Le proteine, la base della vita degli organismi, svolgono un ruolo decisivo in tutti i processi metabolici. Le proteine svolgono funzioni strutturali e catalitiche e sono anche una delle principali sostanze di riserva nelle piante. Il contenuto proteico negli organi vegetativi delle piante è solitamente pari al 5-20% della loro massa, nei semi di cereali - 6-20% e nei semi di legumi e semi oleosi - 20-35%.
Le proteine hanno la seguente composizione elementare abbastanza stabile (in%): carbonio - 51-55, ossigeno - 21-24, azoto - 15-18, idrogeno - 6,5-7, zolfo - 0,3-1,5.
Le proteine vegetali sono costituite da 20 aminoacidi e due ammidi. Di particolare importanza è il contenuto nelle proteine vegetali dei cosiddetti aminoacidi essenziali (valina, leucina e isoleucina, treonina, metionina, istidina, lisina, triptofano e fenilalanina), che non possono essere sintetizzati nell'organismo dell'uomo e degli animali. Le persone e gli animali ricevono questi aminoacidi solo da alimenti e mangimi vegetali.
| Cultura | Acqua | Scoiattoli | Proteina grezza | Grassi | Dott. carboidrati | Fibra | Cenere |
| Grano (grano) | 12 | 14 | 16 | 2,0 | 65 | 2,5 | 1,8 |
| Segale (grano) | 14 | 12 | 13 | 2,0 | 68 | 2,3 | 1,6 |
| Avena (cereali) | 13 | 11 | 12 | 4,2 | 55 | 10,0 | 3,5 |
| Orzo (cereali) | 13 | 9 | 10 | 2,2 | 65 | 5,5 | 3,0 |
| Riso (grano) | 11 | 7 | 8 | 0,8 | 78 | 0,6 | 0,5 |
| Mais (grano) | 15 | 9 | 10 | 4,7 | 66 | 2,0 | 1,5 |
| Grano saraceno (cereali) | 13 | 9 | 11 | 2,8 | 62 | 8,8 | 2,0 |
| Piselli (cereali) | 13 | 20 | 23 | 1,5 | 53 | 5,4 | 2,5 |
| Fagioli (cereali) | 13 | 18 | 20 | 1,2 | 58 | 4,0 | 3,0 |
| Soia (cereali) | 11 | 29 | 34 | 16,0 | 27 | 7,0 | 3,5 |
| Girasole (noccioli) | 8 | 22 | 25 | 50 | 7 | 5,0 | 3,5 |
| Lino (semi) | 8 | 23 | 26 | 35 | 16 | 8,0 | 4,0 |
| Patate (tuberi) | 78 | 1,3 | 2,0 | 0,1 | 17 | 0,8 | 1,0 |
| Barbabietola da zucchero (radici) | 75 | 1,0 | 1,6 | 0,2 | 19 | 1,4 | 0,8 |
| Barbabietola da foraggio (radici) | 87 | 0,8 | 1,5 | 0,1 | 9 | 0,9 | 0,9 |
| Carote (radici) | 86 | 0,7 | 1,3 | 0,2 | 9 | 1,1 | 0,9 |
| Cipolla | 85 | 2,5 | 3,0 | 0,1 | 8 | 0,8 | 0,7 |
| Trifoglio (massa verde) | 75 | 3,0 | 3,6 | 0,8 | 10 | 6,0 | 3,0 |
| Squadra del riccio (massa verde) | 70 | 2,1 | 3,0 | 1,2 | 10 | 10,5 | 2,9 |
| *La proteina grezza comprende proteine e sostanze azotate non proteiche | |||||||
Le proteine di varie colture agricole non sono uguali nella composizione di aminoacidi, solubilità e digeribilità. Pertanto, la qualità dei prodotti vegetali viene valutata non solo in base al contenuto, ma anche alla digeribilità e all'utilità delle proteine in base allo studio della loro composizione frazionaria e aminoacidica.
Le proteine contengono la stragrande maggioranza di azoto nei semi (almeno il 90% della quantità totale di azoto in essi contenuto) e negli organi vegetativi della maggior parte delle piante (75-90%). Allo stesso tempo, nei tuberi di patata, negli ortaggi a radice e negli ortaggi a foglia, fino alla metà della quantità totale di azoto proviene da composti azotati non proteici. Sono rappresentati nelle piante da composti minerali (nitrati, ammonio) e composti organici (tra cui predominano aminoacidi liberi e ammidi, che sono ben assorbiti negli animali e nell'uomo). Una piccola parte dei composti organici non proteici nelle piante è rappresentata dai peptidi (costituiti da un numero limitato di residui aminoacidici e quindi, a differenza delle proteine, a basso peso molecolare), nonché dalle basi puriniche e pirimidiniche (parte degli acidi nucleici ).
Per valutare la qualità dei prodotti vegetali viene spesso utilizzato l’indicatore “proteina grezza”, che esprime la somma di tutti i composti azotati (composti proteici e non proteici). La “proteina grezza” viene calcolata moltiplicando la percentuale di azoto totale nelle piante per un fattore 6,25 (derivato dal contenuto medio di azoto (16%) dei composti proteici e non proteici).
La qualità del chicco di grano è valutata dal contenuto di glutine grezzo, la cui quantità e proprietà determinano le proprietà di cottura della farina. Il glutine grezzo è un coagulo proteico che rimane quando l'impasto mescolato con la farina viene lavato con acqua. Il glutine grezzo contiene circa 2/3 di acqua e 1/3 di sostanza secca, rappresentata principalmente da proteine scarsamente solubili (solubili in alcol e alcali). Il glutine ha elasticità, resilienza e coesione, da cui dipende la qualità dei prodotti cotti a base di farina. Esiste una certa relazione di correlazione tra il contenuto di "proteina grezza" nei chicchi di grano e il "glutine crudo". La quantità di glutine grezzo può essere calcolata moltiplicando la percentuale di proteina grezza nel cereale per un fattore di 2,12.
Carboidrati
I carboidrati nelle piante sono rappresentati da zuccheri (monosaccaridi e oligosaccaridi contenenti 2-3 residui monosaccaridi) e polisaccaridi (amido, fibre, sostanze pectiniche).
Il sapore dolce di molti frutti e bacche è associato al loro contenuto di glucosio e fruttosio. Il glucosio si trova in quantità significative (8-15%) negli acini d'uva, da cui il nome "zucchero d'uva", e rappresenta fino alla metà della quantità totale di zuccheri nella frutta e nelle bacche. Il fruttosio, o "zucchero della frutta", si accumula in grandi quantità nelle drupacee (6-10%) e si trova nel miele. È più dolce del glucosio e del saccarosio. Negli ortaggi a radice, la proporzione dei monosaccaridi tra gli zuccheri è piccola (fino all'1% del loro contenuto totale).
Il saccarosio è un disaccaride costituito da glucosio e fruttosio. Il saccarosio è il principale carboidrato di riserva nelle radici delle barbabietole da zucchero (14-22%) e nel succo dei gambi della canna da zucchero (11-25%). Lo scopo della coltivazione di queste piante è quello di ottenere materie prime per la produzione dello zucchero utilizzato nell'alimentazione umana. Si trova in piccole quantità in tutte le piante; il suo contenuto maggiore (4-8%) si trova nei frutti e nelle bacche, oltre che nelle carote, nelle barbabietole e nelle cipolle.
L'amido si trova in piccole quantità in tutti gli organi delle piante verdi, ma come principale carboidrato di riserva si accumula nei tuberi, nei bulbi e nei semi. I tuberi di patata delle varietà precoci hanno un contenuto di amido del 10-14%, le varietà a maturazione media e tardiva - 16-22%. In base al peso secco dei tuberi, questo è del 70-80%. Il contenuto relativo di amido nei semi di riso e nell'orzo da malto è approssimativamente lo stesso. Altri cereali solitamente contengono il 55-70% di amido. Esiste una relazione inversa tra il contenuto di proteine e di amido nelle piante. I semi ricchi di proteine delle leguminose contengono meno amido dei semi di cereali; C'è ancora meno amido nei semi oleosi.
L'amido è un carboidrato facilmente digeribile dall'organismo dell'uomo e degli animali. Durante l'idrolisi enzimatica (sotto l'azione degli enzimi amilasi) e acida si scompone in glucosio.
La fibra, o cellulosa, è il componente principale delle pareti cellulari (nelle piante è associata a lignina, sostanze pectiniche e altri composti). La fibra di cotone è del 95-98%, le fibre liberiane di lino, canapa e iuta sono l'80-90% di fibra. I semi dei cereali filmosi (avena, riso, miglio) contengono il 10-15% di fibre, i semi dei cereali che non hanno film il 2-3%, i semi delle leguminose il 3-5% e le radici e i tuberi di patata ne contengono circa l'1%. Negli organi vegetativi delle piante il contenuto di fibre varia dal 25 al 40% in peso secco.
La fibra è un polisaccaride ad alto peso molecolare costituito da una catena lineare di residui di glucosio. La sua digeribilità è molto peggiore di quella dell'amido, sebbene l'idrolisi completa della fibra produca anche glucosio.
Le sostanze pectiniche sono polisaccaridi ad alto peso molecolare contenuti nei frutti, nelle radici e nelle fibre vegetali. Nelle piante fibrose tengono insieme singoli fasci di fibre. La proprietà delle sostanze pectiniche di formare gelatine o gelatine in presenza di acidi e zuccheri viene sfruttata nell'industria dolciaria. La struttura di questi polisaccaridi si basa su una catena di residui di acido poligalatturonico con gruppi metilici.
I grassi e le sostanze simili ai grassi (lipidi) sono componenti strutturali del citoplasma delle cellule vegetali e nei semi oleosi agiscono come composti di riserva. La quantità di lipidi strutturali è solitamente piccola - 0,5-1% del peso umido della pianta, ma svolgono importanti funzioni nelle cellule vegetali, inclusa la regolazione della permeabilità della membrana. I semi oleosi e la soia vengono utilizzati per produrre grassi vegetali chiamati oli.
Secondo la struttura chimica, i grassi sono una miscela di esteri dell'alcol trivalente glicerolo e acidi grassi ad alto peso molecolare. Nei grassi vegetali gli acidi insaturi sono rappresentati dagli acidi oleico, linoleico e linolenico, mentre quelli saturi dagli acidi palmitico e stearico. La composizione degli acidi grassi negli oli vegetali determina le loro proprietà: consistenza, punto di fusione e capacità di seccarsi, irrancidimento, saponificazione, nonché il loro valore nutrizionale. Gli acidi grassi linoleico e linolenico si trovano solo negli oli vegetali e sono “essenziali” per l'uomo poiché non possono essere sintetizzati dall'organismo. I grassi sono le sostanze di riserva più efficienti dal punto di vista energetico: la loro ossidazione rilascia il doppio dell'energia per unità di massa rispetto ai carboidrati e alle proteine.
I lipidi comprendono anche fosfatidi, cere, carotenoidi, stearine e vitamine liposolubili A, D, E e K.
A seconda del tipo e della natura d'uso del prodotto, il valore dei singoli composti organici può variare. Nei chicchi di cereali le principali sostanze che determinano la qualità del prodotto sono le proteine e l'amido. Tra le colture di cereali, il grano è ricco di proteine, mentre il riso e l'orzo da malto sono ricchi di amido. Quando l'orzo viene utilizzato per la produzione della birra, l'accumulo di proteine degrada la qualità della materia prima. Anche l'accumulo di composti azotati proteici e non proteici nelle radici di barbabietola da zucchero utilizzate per la produzione di zucchero è indesiderabile. Le colture leguminose e le graminacee si distinguono per un contenuto più elevato di proteine e un contenuto inferiore di carboidrati, la qualità del loro raccolto dipende principalmente dalla quantità di accumulo di proteine; La qualità dei tuberi di patata viene valutata in base al loro contenuto di amido. Lo scopo della coltivazione del lino, della canapa e del cotone è quello di ottenere la fibra, che è costituita da cellulosa. Una maggiore quantità di fibre nella massa verde e nel fieno delle erbe annuali e perenni ne compromette le proprietà nutritive. I semi oleosi vengono coltivati per produrre grassi, oli vegetali utilizzati sia per scopi alimentari che industriali. La qualità dei prodotti agricoli può dipendere anche dalla presenza di altri composti organici: vitamine, alcaloidi, acidi organici e sostanze pectiniche, oli essenziali e senape.
Le condizioni nutrizionali delle piante sono importanti per aumentare la resa lorda della parte più pregiata del raccolto e migliorarne la qualità. Ad esempio, l'aumento della nutrizione azotata aumenta il contenuto proteico relativo nelle piante e l'aumento del livello di nutrizione fosforo-potassio garantisce un maggiore accumulo di carboidrati: saccarosio nelle radici delle barbabietole da zucchero, amido nei tuberi di patata. Creando condizioni nutrizionali adeguate con l'aiuto dei fertilizzanti, è possibile aumentare l'accumulo dei composti organici economicamente più preziosi nella sostanza secca delle piante.
Composizione elementare delle piante
La sostanza secca delle piante ha in media la seguente composizione elementare (in percentuale in peso); carbonio - 45, ossigeno - 42, idrogeno -6,5, azoto e elementi di cenere - 6,5. In totale, nelle piante sono stati trovati più di 70 elementi. All'attuale livello di sviluppo scientifico, circa 20 elementi (tra cui carbonio, ossigeno, idrogeno, azoto, fosforo, potassio, calcio, magnesio, zolfo, ferro, boro, rame, manganese, zinco, molibdeno, vanadio, cobalto e iodio) sono considerato certamente necessario per le piante. Senza di essi, il normale corso dei processi vitali e il completamento dell'intero ciclo di sviluppo delle piante sono impossibili. Per più di 10 elementi (tra cui silicio, alluminio, fluoro, litio, argento, ecc.) esistono informazioni sul loro effetto positivo sulla crescita e sullo sviluppo delle piante; tali elementi sono considerati condizionatamente necessari. È ovvio che con il miglioramento dei metodi di analisi e di ricerca biologica, il numero totale di elementi nelle piante e l'elenco degli elementi necessari verranno ampliati.
I carboidrati, i grassi e altri composti organici privi di azoto sono costituiti da tre elementi: carbonio, ossigeno e idrogeno, e anche le proteine e altri composti organici azotati includono l'azoto. Questi quattro elementi - C, O, H e N - sono detti organogeni e rappresentano in media circa il 95% della sostanza secca delle piante;
Quando il materiale vegetale viene bruciato, gli elementi organici volatilizzano sotto forma di composti gassosi e vapore acqueo, e nelle ceneri rimangono numerosi elementi “ceneri”, principalmente sotto forma di ossidi, che rappresentano in media solo circa il 5% della massa di sostanza secca .
Elementi di azoto e ceneri come fosforo, zolfo, potassio, calcio, magnesio, sodio, cloro e ferro si trovano nelle piante in quantità relativamente grandi (da diversi punti percentuali a centesimi di punto percentuale della sostanza secca) e sono chiamati macroelementi.
Le differenze quantitative nel contenuto di macro e microelementi nella composizione della sostanza secca delle piante sono mostrate nella Tabella 2.
Il contenuto relativo di azoto e ceneri nelle piante e nei loro organi può variare ampiamente ed è determinato dalle caratteristiche biologiche del raccolto, dall'età e dalle condizioni nutrizionali. La quantità di azoto nelle piante è strettamente correlata al contenuto proteico e ce n'è sempre di più nei semi e nelle foglie giovani che nella paglia delle colture mature. Le cime contengono più azoto dei tuberi e degli ortaggi a radice. Nella parte commerciale del raccolto delle principali colture agricole, la quota di ceneri rappresenta dal 2 al 5% della massa di sostanza secca, nelle foglie giovani e nella paglia di cereali, nelle sommità delle radici e nei tuberi - 6-14%. Le verdure in foglia (lattuga, spinaci) hanno il più alto contenuto di ceneri (fino al 20% o più).
Anche la composizione degli elementi di cenere nelle piante presenta differenze significative (Tabella 3). Nelle ceneri dei semi di cereali e legumi, la somma degli ossidi di fosforo, potassio e magnesio arriva fino al 90% e tra questi predomina il fosforo (30-50% della massa delle ceneri). La proporzione di fosforo nelle ceneri di foglie e paglia è molto inferiore e nella sua composizione predominano potassio e calcio. La cenere dei tuberi di patata, delle radici di barbabietola da zucchero e di altri ortaggi a radice è rappresentata principalmente da ossido di potassio (40-60% della massa delle ceneri). La cenere delle radici contiene una quantità significativa di sodio e la paglia dei cereali contiene silicio. I legumi e le piante della famiglia dei cavoli hanno un contenuto di zolfo più elevato.
| Cultura | P2O5 | K2O | SaO | MgO | COSÌ 4 | Na2O | SiO2 |
| Grano | |||||||
| mais | 48 | 30 | 3 | 12 | 5 | 2 | 2 |
| paglia | 10 | 30 | 20 | 6 | 3 | 3 | 20 |
| Piselli | |||||||
| mais | 30 | 40 | 5 | 6 | 10 | 1 | 1 |
| paglia | 8 | 25 | 35 | 8 | 6 | 2 | 10 |
| Patata | |||||||
| tuberi | 16 | 60 | 3 | 5 | 6 | 2 | 2 |
| cime | 8 | 30 | 30 | 12 | 8 | 3 | 2 |
| Barbabietola | |||||||
| radici | 15 | 40 | 10 | 10 | 6 | 10 | 2 |
| cime | 8 | 30 | 15 | 12 | 5 | 25 | 2 |
| Girasole | |||||||
| semi | 40 | 25 | 7 | 12 | 3 | 3 | 3 |
| steli | 3 | 50 | 15 | 7 | 3 | 2 | 6 |
Le piante contengono quantità relativamente elevate di silicio, sodio e cloro, nonché un numero significativo di cosiddetti ultramicroelementi, il cui contenuto è estremamente basso, dal 10 -6 al 10 -8%. Le funzioni fisiologiche e l'assoluta necessità di questi elementi per gli organismi vegetali non sono state ancora del tutto stabilite.
Il contenuto di acqua nei vari organi vegetali varia entro limiti abbastanza ampi. Varia a seconda delle condizioni ambientali, dell'età e del tipo di piante. Pertanto, il contenuto di acqua nelle foglie di lattuga è del 93-95%, il mais è del 75-77%. La quantità di acqua varia a seconda degli organi vegetali: le foglie di girasole contengono l'80-83% di acqua, gli steli - 87-89%, le radici - 73-75%. Il contenuto di acqua del 6-11% è tipico soprattutto per i semi essiccati all'aria, in cui i processi vitali vengono inibiti.
L'acqua è contenuta nelle cellule viventi, negli elementi xilematici morti e negli spazi intercellulari. Negli spazi intercellulari l'acqua è allo stato di vapore. I principali organi evaporativi della pianta sono le foglie. A questo proposito è naturale che la maggior quantità di acqua riempia gli spazi intercellulari delle foglie. Allo stato liquido, l'acqua si trova in varie parti della cellula: membrana cellulare, vacuolo, protoplasma. I vacuoli sono la parte più ricca di acqua della cellula, il cui contenuto raggiunge il 98%. Al massimo contenuto di acqua, il contenuto di acqua nel protoplasma è del 95%. Il contenuto di acqua più basso è caratteristico delle membrane cellulari. La determinazione quantitativa del contenuto di acqua nelle membrane cellulari è difficile; apparentemente varia dal 30 al 50%.
Anche le forme dell'acqua nelle diverse parti della cellula vegetale sono diverse. La linfa delle cellule vacuolari è dominata da acqua trattenuta da composti a peso molecolare relativamente basso (legati osmoticamente) e acqua libera. Nel guscio di una cellula vegetale, l'acqua è legata principalmente da composti ad alto contenuto polimerico (cellulosa, emicellulosa, sostanze pectiniche), cioè acqua legata colloidalmente. Nel citoplasma stesso è presente acqua libera, legata colloidalmente e osmoticamente. L'acqua che si trova ad una distanza massima di 1 nm dalla superficie della molecola proteica è strettamente legata e non ha una struttura esagonale regolare (acqua legata colloidalmente). Inoltre, nel protoplasma è presente una certa quantità di ioni e quindi parte dell'acqua è legata osmoticamente.
Il significato fisiologico dell'acqua libera e legata è diverso. La maggior parte dei ricercatori ritiene che l'intensità dei processi fisiologici, compresi i tassi di crescita, dipenda principalmente dal contenuto di acqua libera. Esiste una correlazione diretta tra il contenuto di acqua legata e la resistenza delle piante alle condizioni esterne sfavorevoli. Queste correlazioni fisiologiche non sono sempre osservate.
Una cellula vegetale assorbe l'acqua secondo le leggi dell'osmosi. L'osmosi si verifica in presenza di due sistemi con diverse concentrazioni di sostanze quando comunicano tramite una membrana semipermeabile. In questo caso, secondo le leggi della termodinamica, l'equalizzazione delle concentrazioni avviene a causa della sostanza per la quale la membrana è permeabile.
Se si considerano due sistemi con diverse concentrazioni di sostanze osmoticamente attive, ne consegue che l'equalizzazione delle concentrazioni nei sistemi 1 e 2 è possibile solo grazie al movimento dell'acqua. Nel sistema 1, la concentrazione dell'acqua è maggiore, quindi il flusso dell'acqua è diretto dal sistema 1 al sistema 2. Quando viene raggiunto l'equilibrio, il flusso effettivo sarà pari a zero.
Una cellula vegetale può essere considerata come un sistema osmotico. La parete cellulare che circonda la cellula ha una certa elasticità e può allungarsi. Nel vacuolo si accumulano sostanze idrosolubili (zuccheri, acidi organici, sali) che hanno attività osmotica. Il tonoplasto e la membrana plasmatica svolgono in questo sistema la funzione di una membrana semipermeabile, poiché queste strutture sono selettivamente permeabili e l'acqua le attraversa molto più facilmente delle sostanze disciolte nella linfa cellulare e nel citoplasma. A questo proposito, se una cellula entra in un ambiente in cui la concentrazione di sostanze osmoticamente attive è inferiore alla concentrazione all'interno della cellula (o la cellula viene posta in acqua), l'acqua, secondo le leggi dell'osmosi, deve entrare nella cellula.
La capacità delle molecole d'acqua di spostarsi da un luogo all'altro è misurata dal potenziale idrico (Ψw). Secondo le leggi della termodinamica, l'acqua si sposta sempre da un'area con potenziale idrico maggiore a un'area con potenziale inferiore.
Potenziale idrico(Ψ in) è un indicatore dello stato termodinamico dell'acqua. Le molecole d'acqua hanno energia cinetica; nei liquidi e nel vapore acqueo si muovono in modo casuale. Il potenziale idrico è maggiore nel sistema in cui la concentrazione delle molecole è maggiore e la loro energia cinetica totale è maggiore. L'acqua pura (distillata) ha il massimo potenziale idrico. Il potenziale idrico di un tale sistema è convenzionalmente considerato pari a zero.
L'unità di misura del potenziale idrico sono le unità di pressione: atmosfere, pascal, bar:
1 Pa = 1 N/m 2 (N-newton); 1 bar=0,987 atm=10 5 Pa=100kPa;
1 atm = 1,0132 bar; 1000 kPa = 1 MPa
Quando un'altra sostanza viene sciolta nell'acqua, la concentrazione dell'acqua diminuisce, l'energia cinetica delle molecole d'acqua diminuisce e il potenziale idrico diminuisce. In tutte le soluzioni il potenziale idrico è inferiore a quello dell’acqua pura, cioè in condizioni standard è espresso come valore negativo. Questa diminuzione è espressa quantitativamente da un valore chiamato potenziale osmotico(Ψ osm.). Il potenziale osmotico è una misura della riduzione del potenziale idrico dovuta alla presenza di soluti. Maggiore è il numero di molecole di soluto in una soluzione, minore è il potenziale osmotico.
Quando l'acqua entra in una cellula, le sue dimensioni aumentano e aumenta la pressione idrostatica all'interno della cellula, che costringe il plasmalemma a premere contro la parete cellulare. La membrana cellulare, a sua volta, esercita una contropressione, che è caratterizzata da potenziale di pressione(Ψ pressione) o potenziale idrostatico, solitamente è positivo e tanto maggiore quanto più acqua è presente nella cellula.
Pertanto, il potenziale idrico della cellula dipende dalla concentrazione di sostanze osmoticamente attive - potenziale osmotico (Ψ osm.) e dal potenziale di pressione (Ψ pressione).
A condizione che l'acqua non eserciti pressione sulla membrana cellulare (stato di plasmolisi o avvizzimento), la contropressione della membrana cellulare è zero, il potenziale idrico è uguale a quello osmotico:
Ψc. = Ψ osm.
Quando l'acqua entra nella cellula, appare la contropressione dalla membrana cellulare, il potenziale idrico sarà uguale alla differenza tra il potenziale osmotico e il potenziale di pressione:
Ψc. = Ψ osm. + Ψ pressione
La differenza tra il potenziale osmotico della linfa cellulare e la contropressione della membrana cellulare determina il flusso dell'acqua in un dato momento.
Quando la membrana cellulare è tesa al limite, il potenziale osmotico è completamente bilanciato dalla contropressione della membrana cellulare, il potenziale idrico diventa zero e l'acqua smette di fluire nella cellula:
- Ψosm. = Ψ pressione , Ψ c. = 0
L'acqua scorre sempre verso un potenziale idrico più negativo: dal sistema dove c'è più energia al sistema dove c'è meno energia.
L'acqua può anche entrare nella cella a causa delle forze di rigonfiamento. Le proteine e le altre sostanze che compongono la cellula, avendo gruppi carichi positivamente e negativamente, attraggono i dipoli d'acqua. La parete cellulare, che contiene emicellulose e sostanze pectiniche, e il citoplasma, in cui composti polari ad alto peso molecolare costituiscono circa l'80% della massa secca, sono in grado di rigonfiarsi. L'acqua penetra nella struttura rigonfiabile per diffusione; il movimento dell'acqua segue un gradiente di concentrazione. La forza di rigonfiamento è denotata dal termine potenziale della matrice(Ψ mat.). Dipende dalla presenza di componenti ad alto peso molecolare della cellula. Il potenziale della matrice è sempre negativo. Ottimo valore di Ψ mat. si verifica quando l'acqua viene assorbita da strutture prive di vacuoli (semi, cellule meristematiche).
si chiamano particelle colloidali..?
1. Carbossilazione
2. Ipossia
3. Idratazione
4. Oscillazione
16. Affinché si verifichi la pressione osmotica, il sistema deve contenere:
1. Membrana semipermeabile
2. Membrana permeabile
3. Una soluzione con molecole che non penetrano nella membrana
4. Soluzione con molecole che penetrano nella membrana
5. Solvente con molecole che penetrano nella membrana
17. Le cavità interfibrillari della membrana cellulare contengono l'1% di tutta l'acqua cellulare..?.
4. più di 50
18. Grazie all'acqua alta, la pianta può assorbire una quantità significativa di calore senza grandi fluttuazioni della temperatura dei tessuti.
1. Capacità termiche
2. Conduttività termica
3. Coesione
4. Calore di vaporizzazione
19. Qual è il tasso di traspirazione?
9. La quantità di acqua in grammi consumata dalla pianta per accumulare 1 grammo di sostanza secca.
10. Quantità di sostanza organica in grammi creata dal flusso di traspirazione di 1 kg di acqua.
11. Il rapporto tra traspirazione ed evaporazione fisica.
12. La quantità di acqua evaporata da una pianta per unità di tempo per unità di superficie g/m 2 h.
20. Cosa sono i mesofiti?
4. Piante acquatiche che vivono costantemente nell'acqua.
5. Piante che necessitano di molta acqua: crescono in terreni umidi (ad esempio molte piante forestali).
21. L'acqua ha la densità massima a ... gradi C.
22. L'acqua è inaccessibile alle piante del terreno?
1. Igroscopico
2. Legato chimicamente
3. Imbibitivo
4. Gravità
5. Capillare
23. L'acqua è in media…. % del peso della pianta.
24. Cosa sono le alofite?
1. Piante che si adattano alla vita in condizioni asciutte.
2. Piante che si adattano alla vita nelle zone a clima temperato.
3. Piante capaci di crescere su terreni salini.
4. Piante che vivono costantemente nell'acqua.
5. Piante che necessitano di molta acqua: crescono in terreni umidi (ad esempio: molte piante forestali).
25 Cos'è la guttazione?
1. Rilascio di una soluzione acquosa (succo di linfa) sotto l'influenza della pressione radicale quando lo stelo è danneggiato o tagliato. Osservato in tutte le piante vascolari. (debolmente espresso nelle conifere).
2. La capacità delle piante di secernere acqua sotto forma di gocce da speciali stomi d'acqua, idatodi situati sulle foglie.
3. Scambio di particelle disciolte tra due mezzi
26. Cosa sono le idrofite?
1. Piante che si adattano alla vita in condizioni asciutte.
2. Piante che si adattano alla vita nelle zone a clima temperato.
3. Piante capaci di crescere su terreni salini.
4. Piante acquatiche che vivono costantemente nell'acqua.
5. Piante che necessitano di molta acqua: crescono in terreni umidi (ad esempio: molte piante forestali).
27. I semi delle piante allo stato secco contengono ...% di acqua.
28. La perdita di 100 metri cubi di acqua per 1 ettaro corrisponde a...