Головна
Реферати » Реферати по біології » Важкі метали та їх вплив на рослини

Важкі метали та їх вплив на рослини

виключаються несприятливі умови засвоюваності марганцю з грунтів.

Надлишок марганцю, так само як і його недолік, несприятливо позначається на рослинах.

Л. П. Виноградов відомстив значні морфологічні зміни у рослин, які ростуть на багатих марганцем грунтах (наприклад в Чиатури).

За даними Л. Я. Леванідова, існують рослини, здатні в значній мірі накопичувати марганець; такі рослини називають манганофіламі. Здатність концентрувати марганець не обов'язково властива всім видам даного роду і не пов'язана з систематичним положенням рослини. Концентраторами марганцю є жовтець золотистий, полин лікарська, деякі папороті, сосна, береза, пасльонові.

Рослини-манганофіли активно витягують марганець з грунтів. Якщо рослини-манганофіли виростають на грунтах з малим вмістом легко усвояемого марганцю, то вони особливо страждають від його нестачі. Так, на чорноземі, бідному доступним марганцем, можуть виростати тільки такі рослини-манганофіли, як береза, мобілізуюча марганець своїми кислими кореневими виділеннями.

Мідь

Загальний вміст міді в грунтах становить близько 0,002%, причому на частку розчинної частини припадає близько 1% цієї кількості.

В грунтах зустрічаються кілька форм міді, в різного ступеня засвоюваній рослинами:

а) водоорастворімая мідь, б) обмінна мідь, поглинена органічними і мінеральними колоїдами, в) важкорозчинні мідні солі, г) медьсодержащие мінерали, д) комплексні металоорганічні сполуки міді.

Рухливість міді і надходження її в рослини зменшуються при вапнуванні грунтів, зв'язуванні міді у вигляді органічних сполук і закріпленні грунтовим гумусом. Частина міді грунтів міцно пов'язана з грунтовими перегнійну кислотами - гуминовой, Креновая, апокреновой; в цій формі вона стає нерухомою і неусвояемой для рослин.

Мідь утворює також комплексні сполуки з рядом органічних кислот - щавлевої, лимонної, малеиновой, бурштинової. Важливу роль у фіксації міді грають мікроорганізми грунту.

Кількість воднорастворімих доступною міді визначає в основному умови життя рослин в даній місцевості. Рослини багатьох міддю грунтів збагачуються названим елементом, причому деякі види набувають стійкості навіть до дуже високих концентрацій цього металу.

Мідь необхідна для життєдіяльності рослинних організмів. Майже вся мідь листя зосереджена в хлоропластах і тісно пов'язана з процесами фотосинтезу; вона бере участь в синтезі таких складних органічних сполук, як антоциан, железопорфіріна і хлорофіл; мідь стабілізує хлорофіл, охороняє його від руйнування.

Мідь входить в якості структурного компонента до складу з'єднання з білком (медьпротеіда, що містить 0,3% міді), утворюючи окислювальний фермент поліфенолоксідазу. Цей фермент вперше був виявлений в бульбах картоплі, шампіньйони, а в подальшому в складі більшості поширених рослин.

Хоча цей фермент може окислювати лише певні фенольні сполуки, проте присутність в рослинних тканинах поряд з оксидазой пірокатехіна або ортохінона дозволяє поліфенолоксидаза брати участь в окисленні великої кількості органічних сполук.

Мідь сприяє синтезу в рослинах залізовмісних ферментів, зокрема пероксидази.

Встановлено позитивний вплив міді на синтез білків в рослинах і завдяки цьому - на водоутримуючу здатність рослинних тканин. Навпаки, при нестачі міді гідрофільність колоїдів тканин зменшується.

Очевидно, внаслідок цього мідь у вигляді добрив має значення для додання рослинам засухо-та морозостійкості, а також, можливо, стійкості до бактерійних захворювань.

Хвороби недостатності міді у рослин:

- екзантема, або суховершинность плодових дерев. Вражає цитрусові (рис. 2), а також яблуні, груші, сливи і маслини. У цитрусових листя досягають великих розмірів, молоді пагони згинаються, на них розвиваються здуття, потім тріщини. Уражені пагони втрачають листя і висихають. Крона дерев набуває кущувату форму. Плоди дрібні з бурими плямами і бородавками. Листя має спочатку яскраво-зелений колір, а в подальшому з'являється плямистість і хлороз.

У яблунь захворювання проявляється в відмирання верхівок пагонів - настає в'янення і згортання листя. Краї листя стають ніби обпаленими. У персиків настає загибель пагонів, погіршується цвітіння і зав'язування плодів; на листках з'являються великі хлоротичні плями.

- «Хвороба обробки» трав'янистих рослин проявляється в підсиханні кінчиків листя, затримці в формуванні репродуктивних органів, пустозерністості колоса. При цьому захворюванні рослини кущаться і, не переходячи до стеблування, гинуть.

Уражаються «хворобою обробки» головним чином овес, ячмінь, пшениця, буряк, бобові, цибуля; менше-жито, гречка, конюшина. «Хвороба обробки» зустрічається переважно на болотистих грунтах і торфовищах; це захворювання називається також «хворобою освоєння» , так як вона вражає овес, ячмінь, яру і озиму пшениці та інші злаки, а також льон, коноплі, махорку та інші культури на меліорованих грунтах.

На деяких торф'яних грунтах злаки в фазі молочної стиглості полегают, утворюючи коліна. У тканинах опуклою частини коліна окисні процеси (активність пероксидази, поліфенолоксидази, цитохромоксидази) протікають на більш високому рівні і в них міститься в 3 рази більше міді, ніж в протилежно розташованих тканинах.

«Хвороба обробки» не виникає, якщо в грунт вносять сернокислую мідь у кількості 25 кг на 1 га, що веде до наростання вмісту міді в рослинах (пшениці, жита, вівсі та інших злаках).

Застосування мідних добрив не тільки позначається на підвищенні врожайності, але і на якості сільськогосподарських продуктів. Так, кількість білка в зерні наростає, цукристість цукрових буряків збільшується, так само як відсоток виходу каучуку у кок-сагиз, вміст вітаміну С і каротину в плодах і овочах, поліпшуються технологічні якості волокна конопель. Під впливом мідних добрив підвищується стійкість озимої пшениці до вилягання.

Цинк

Середній вміст цинку в грунтах становить 0,005%; з цієї кількості на частку розчинної цинку припадає не більше 1%.

Солончакові і солонцюваті грунти містять найбільше рухомого цинку (0,0087-0,014%), що пов'язано з високою дисперсністю солонцюватих грунтів і наявністю в них сполук цинку типу цинкати натрію і калію. Проміжне становище за кількістю рухливих форм цинку займають чорноземи і сірі лісові грунти; найменше таких форм в підзолистих грунтах (0,00185-0,00241%). На кислих грунтах цинк більш рухливий і виноситься з грунтів у великих кількостях; тому на кислих грунтах частіше настає дефіцит цинку, на лужних грунтах цинк найменш рухливий.

В середньому в рослинах виявляється 0,0003% цинку. Залежно від виду, місцевості зростання, клімату тощо. П. Вміст цинку в рослинах дуже варіює.

Цинк є компонентом низки ферментних систем. Він необхідний для утворення дихальних ферментів-цитохромів А і Б, цитохромоксидази (активність якої різко падає при недостатності цинку), входить до складу ферментів алкогольдегідрази і гліцілгліціндіпептідази. Цинк пов'язаний з перетворенням містять сульфгідрильні групи сполук, функція яких полягає в регулюванні рівня окислювально-відновного потенціалу в клітинах. При нестачі цинку в вакуолях клітин нагромаджуються поліфеноли, фітостерини, лецитин як продукти неповного окислення вуглеводів і білків; в листках виявляється більше редукуючих цукрів і фосфору і менше сахарози і крохмалю. При відсутності цинку порушується процес фосфорилювання глюкози. Недолік цинку веде до значного зменшення в рослинах ростового гормону - ауксина.

Цинк є складеним компонентом ферменту карбоангідрази. Входячи до складу карбоангідрази, цинк впливає на найважливішу фотохімічну реакцію «темновой» утилізації вуглекислого газу рослинами і на процес виділення СО2, т. Е. На процес дихання рослин. Рослини, що розвиваються в умовах недостатності цинку, бідні хлорофілом; навпаки, листя, багаті хлорофілом, містять максимальні кількості цинку. В зеленому листі цинк, можливо, пов'язаний з порфиринами.

Під впливом цинку відбувається збільшення вмісту вітаміну С, каротину, вуглеводів і білків в ряді видів рослин, цинк посилює ріст кореневої системи і позитивно позначається на морозостійкості, а також жаро-, засухо- і солеустойчивости рослин. Сполуки цинку мають велике значення для процесів плодоношення.

Горох, сорго і боби у водних культурах не дають насіння при концентрації цинку в середовищі 0,005 мг на 1 л і нижче. З підвищенням концентрації цинку в живильної суміші відповідно число насіння збільшується.

В місцевостях поблизу цинкових покладів виростає так звана галмейская флора - рослини, збагачені цинком.

Хвороби недостатності цинку поширені переважно серед плодових дерев; можуть хворіти також хвойні рослини і кукурудза. Найголовніші з цих хвороб недостатності наступні:

- дрібнолиста, або розеточная хвороба, листопадних дерев. Вражає яблуні, груші, сливу, персики, абрикос, мигдаль, виноград, вишню. На захворілому рослині навесні утворюються укорочені пагони з розеткою дрібних скручених листя. На листі-явища хлороза. Плоди дрібні і деформовані, часто взагалі не з'являються. Через 1-2 роки пагони відмирають.

Захворювання виліковується безпосередньо введенням в стовбури хворих дерев сірчанокислого цинку в кристалічному вигляді, внесенням в грунт сполук стусана, обприскуванням рослин розчином цинкових збреши.

При рясному розвитку мікроорганізмів па деяких грунтах вони можуть значною мірою поглинати цинк і створювати умови цинкового голодування для вищих рослин. Стерилізація грунтів, вбиваючи мікроби і, можливо, руйнуючи сполуки, у вигляді яких цинк виявляється в зв'язаному стані, ставлять вищі рослини в умови більш повної забезпеченості цинком.

- Плямистість листя цитрусових, «крапчатость» . Між жилками листя з'являються жовті ділянки, тому листя набувають плямистий вид. Зелена забарвлення зберігається лише біля основи листя, інша частина стає білою. Листя і коренева система перестають рости, і рослини гинуть.

- Бронзовість листя тунгового. Листя набувають бронзову забарвлення, окремі ділянки відмирають. Що з'являються взамін тих, що гинуть нове листя деформовані. Хворі дерева мало стійкі проти морозів.

- Розеточная хвороба сосни. Хвоя на кінцях пагонів набуває бронзову забарвлення.

- Побіління верхівки кукурудзи. Між жилками листа з'являються світло-жовті смуги, розвиваються некротичні плями і отвори. Новонарастающіе листя має блідо-жовтий колір.

Цинкові добрива з успіхом використовуються для підвищення врожайності ряду культур: цукрових буряків, озимої пшениці, вівса, льону, конюшини, соняшнику, кукурудзи, бавовнику, цитрусових, інших плодових, деревних та декоративних рослин.

Деякі рослини особливо чуйні на цинкові добрива. При використанні мінеральних

Сторінки: 1 2 3 4