Микроэлементы – это группа химических элементов, которые содержатся в организме человека и животных в очень малых количествах, в пределах 10-3 -10-12 %. Единственной характерной чертой микроэлементов является их низкая концентрация в живых тканях (3).
Способы применения микроэлементов могут быть различными: некорневая подкормка в течение вегетации, предпосевная обработка семян путем опыления или увлажнения и внесения микроэлементов в почву. Самыми рациональными и экономически выгодными являются первые два приема. Путем применения этих двух приемов растения используют 40-100% всех микроэлементов, но пр внесение их в почву растения усваивают лишь несколько %, а в некоторых случаях даже десятые доли % от внесенного в почву микроэлемента. Внесение в почву легкорастворимых солей оказалось нецелесообразно (5).
Накопление микроэлементов в пищевых продуктах растительного происхождения происходит в зависимости от вида почвы, ее физических свойств и химического состояния, географического расположения района, климатических условий, от вида, сорта и стадии вегетации растений, применяемых удобрений, источников орошения и других факторов (38).
Роль микроэлементов в обменных процессах у растений.
Изучение значения микроэлементов в обмене веществ растений необходимо для выявления новых возможностей управления их продуктивностью, поскольку микроэлементы могут выступать и как специфические и как неспецифические регуляторы обмена веществ.
Во многих жизненных процессах, происходящих в растениях на молекулярном уровне, микроэлементы принимают самое активное участие. Действуя через ферментную систему или непосредственно связываясь с биополимерами растений, микроэлементы могут стимулировать или ингибировать процессы роста, развития и репродуктивную функцию растений.
Составной частью общебиологической проблемы выяснение значения микроэлементов в отдельных звеньях обмена веществ является вопрос о взаимодействии микроэлементов с ДНК. Актуальность этого аспекта определяется действием ионов металлов во многих биологических процессах, происходящих с участием нуклеиновых кислот. Ионы металлов можно рассматривать как фактор, участвующий в создании необходимой для выполнения биологической функции конформации макромолекулы.
В связывании цинка (11) молекулой ДНК участвует атом N1 гуанина и N7 аденина. При возрастании концентрации ионов металлов в полинуклеотидных тяжах возникают одиночные разрывы, которые являются централями деспирализации биополимера. Взаимодействие марганца (11) с фосфатными группами и с гуанином, структурирование гидратной оболочки обусловливает сложную зависимость параметров конформационных переходов от количества ионов металла (12).
Удаление молибдена из питательной среды вызывает понижение активности нитратредуктазы, совершенно отличное от понижения активности, вызванного удалением молибдена из интактного фермента, например диализом против цианида. В последнем случае активность инактивированного фермента может почти полностью восстанавливаться, добавляя металл к белку, тогда как в случае недостаточности молибдена добавление металла к бесклеточному экстракту не оказывает никакого действия (32).
Проведенные исследования дают основание заключить, что молибден оказывает ингибирующее действи на ДНК-азы и РНК-азы за счет образования комплексов молибдат-ионов с функциональными группами ДНК-азы и РНК-азы. Образование комплексов молибдат-ионов с ДНК и РНК, по-видимому, защищает фосфодиэфирные связи полинуклеотидов от атакуемости их гидролизирующими ферментами(12). Молибден такжевлияет на фосфорный обмен у растений, являясь ингибитором кислых фосфатид, в результате чего у высших растений недостаточность его влияет на
Под влиянием бора в растениях увеличивается сумма флавинов за счет флавинадениндинуклеотида (ФАД), что свидетельствует о частичном превращени рибофлавина в флавиновые нуклеотиды, а также об усилении активности фавиновых ферментов, содержащих ФАД в качестве кофермента. Количество общего рибофлавина в листьях салата под влиянием бора увеличилось в 4 раза, прочно связанной с белком формы – в 3,8 раза, ФАДа – в 4 раза.
Была обнаружена положительная корреляция между активностью ферментной системы синтеза индолилуксусной кислоты и наличием в инкубационной среде цинка и индолилпировиноградной кислоты (12).
Показано, что содержание углеводов в тканях растений тесно связано с поступлением бора с питательными веществами. Листья растений с недостаточностью бора содержат обычно много сахаров и других углеводов, по-видимому, эти вещества по какой-то причине не переместились из листьев.
Гош и Даггер высказали предположение, что основная функция бора заключается в перемещении сахаров, которое осуществляется благодаря образованию углеводно-боратного комплекса, облегчающего прохождение сахара через мембрану. Авторы допускают, что либо углеводно-боратный комплекс может перемещаться из клетки в клетку, либо бор представляет собой компонент мембран, вступающий во временную связь с углеводом и осуществляющий таким образом его прохождение через мембрану. Авторы считают последний механизм действия бора более вероятным (37).
Марганец активирует обратное карбоксилирование ди- и трикарбоновых кислот, способствует восстановительному карбоксилированию пировиноградной кислоты в яблочную или щавелевую кислоту. Повышает активность фермента аргиназы, катализирующей превращение аргинина в орнитин, из которого синтезируется пирролидоновое кольцо тропановых алкалоидов. Он активирует фосфатглюкомутазу, энолазу, лецитиназу, аминопептидазу (11). Под влиянием марганца отмечено понижение содержания РНК в ядрах и увеличение в рибосомах. Отмечается также тенденция к повышению содержания ДНК под влиянием марганца. По-видимому, ДНК в данном случае слабее утилизируется (21).
Взаимосвязь микроэлементов и накопления в растениях биологически активных веществ.
Для дикорастущих лекарственных растений изучение влияние геохимических факторов на продуцирование растениями действующих веществ позволило разработать рекомендации по заготовке сырья именно в тех районах ареалов, где они отличаются высоким содержанием БАВ, а при возделывании лекарственных растений это создает предпосылки для направленного влияния на биогенез действующих веществ путем использования соответствующих микроудобрений.
Уже в 1955 г. Г. Бертранд отмечал, что наперстянки, выросшие на почве, богатой марганцем, отличаются повышенной биологической активностью. А проведенные исследования выявили, что представители рода наперстянки избирательно накапливают марганец, молибден и хром.
Введение марганца и молибдена вызывает стимуляцию активности фермента, ответственного за синтез коэнзима А, что в свою очередь приведет к увеличению содержания сердечных гликозидов (18).
Лучшими дозами бора для мяты перечной являются 0,1-0,3 мг/кг почвы, в результате чего урожай листьев увеличивается на 11%, а содержание эфирных масел – на 0,24%. Дальнейшее увеличение бора в питательной смеси снижает урожай листьев, а содержание эфирных масел находится на прежнем уровне. Для цинка оптимальная доза – 2,2 и 8,8 мг/кг. Урожай мяты в этих вариантах повышается на 19%, дальнейшее увеличение доз цинка приводит к понижению веса листьев и повышению содержания эфирных масел на 0,5% (8).
Особую ценность для красавки представляет наличие микроэлементов – железа, марганца, кобальта, меди. Как и для других алкалоидоносных растений, для красавки характерно значительное накопление меди. Наиболее эффективным их микроэлементов является бор, вызывающий значительное увеличение содержания алкалоидов, затем следует молибден и марганец. Одновременно в обработанных растениях увеличивается и содержание микроэлементов. Установлено, что качественный состав алкалоидов в контрольных и обработанных микроэлементами растений на меняется (17).
В случае подкормки черной смородины микроэлементами снижение концентрации аскорбиновой кислоты при созревании составило 10-20%. В результате этого при подкормке микроэлементами в зрелых ягодах сохраняется необычно большое содержание аскорбиновой кислоты, особенно в случае подкормки йодом (до 510 мг%), тогда как при отсутствии подкормки при созревании ягод содержание аскорбиновой кислоты снижается почти до обычных значений (255 мг%) (10).
Сочетание кобальта с фосфорно-калиевым удобрением повышает урожай люцерны на 288,4% по отношению к контролю, на 242,7% превосходя действие одного кобальта. Одновременно с ростом урожая шел усиленный синтез азотистых веществ, повысилось содержание протеина и белка (4).
Обработка координационными соединениями меди и кобальта приводила к ускорению наступления фаз развития, увеличилось число вполне сформировавшихся коробочек у хлопчатника. Отмечено повышение урожайности на 10-15%, крепости волокна и его зрелости, а также маслянистости семян (2). Под влиянием цинка происходит увеличение общей суммы углеводов в листьях и плодовых органах хлопчатника. Это увеличение происходит, с одной стороны, за счет моноз и сахарозы, с другой стороны, за счет гемицеллюлозы. Содержание крахмала при этом остается без изменений (26).
Применение марганца и бора существенно улучшает качество проса только в первый год действия за счет увеличения сырого белка в зернах. От внесения марганца количество сырого белка увеличивается на 0,8-1,8%, от бора – 0,1-0,3% (25).
Замачивание раствором сульфата меди (10 мг/л) семян озимой пшеницы с низким содержанием меди значительно повышает содержание свободного триптофана. Следует отметить, что обработка семян медью с относительно высоким естественным ее содержанием была значительно менее эффективной, а в ряде опытов наблюдалось угнетающее действие ее на продуктивность семян (13).
В ранний период роста бор, молибден и цинк увеличивают содержание углеводов, особенно сахарозы в листьях кукурузы. Молибден значительно повышает содержание крахмала. Под влиянием марганца значительно увеличивается содержание ДНК и РНК (10).
Все микроэлементы (марганец, бор, молибден, цинк) повышают урожай шишек хмеля. Прибавка в среднем за два года составила 10-22%. Особенно эффективными оказались молибден и цинк (21-22%). Марганец способствует большему накоплению глютатиона и восстановительной формы аскорбиновой кислоты, также благоприятствует большему накоплению горьких веществ в шишках хмеля, главным образом за счет наиболее ценных компонентов этого комплекса (31). Повышение горьких веществ в шишках вызывают и молибден с бором (повышается на 3,3-3,4%) (24).
В результате анализов выяснилось, что бор, медь и молибден способствует накоплению в корнеплодах моркови каротина, сахаров и минеральных веществ. Так, под влиянием бора содержание каротина в корнеплодах (в зависимости от почвенных и климатических условий) повышается от 0,6 до 2,1 мг%, а количество сахара увеличивается до 0,8%. Причем увеличение шло за счет сахарозы (20).
Таким образом установлена взаимосвязь между содержанием в почве отдельных химических элементов и продуцированием растениями отдельных групп биологически активных веществ (БАВ). Растения, продуцирующие сердечные гликозиды, избирательно поглощают марганец, молибден, хром; продуцирующие алкалоиды – медь, марганец, кобальт; сапонины – молибден, ванадий; терпеноды – марганец; кумарины, флавоноиды и антраценпроизводные – медь; витамины – марганец, медь; полисахариды – марганец, хром (18).
Литература:
1. Д.Т. Абдурахимов, З.А. Ашенов, Т.Э. Астанакулов, Э.П. Узаков «Микроэлементы и продуктивность картофеля»// кн «Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- с 108-109
2. А.А. Абзалов, Р.И. Хасанов, Т.П. Пирохунов «Значение координационных соединений микроэлеменов в питании хлопчатника» // кн «Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- с 109-110
3. А.П. Авцын, А.А. Живоронков, М.А. Реми, Л.С. Строчкова «Микроэлементозы человека», М.: Медицина, 1991г.- 496с.
4. Н.М. Андреева «Влияние микроэлементов на азотистый обмен и развитие люпина» // кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы Укр ССР, 1963г.- 690с
5. П.И. Анспок «Совершенствование способов применения микроэлементов в растеневодстве» // кн «Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- с 115-116
6. Ш.Х. Балтабаев «Влияние микроэлементов на качество семян хлопчатника и урожай его потомства» // кн «Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- с 122-124
7. «Биологическая роль микроэлементов», М.: Наука, 1983г.- 238с
8. Э.С. Бойченко «Влияние микроудобрений на урожай и качество мяты перечной» // кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Наукова думка, 1968г.- 220с
9. П.Н. Вардья «Роль меди в обмене веществ ячменя» // кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы Укр ССР, 1963г.- 690с
10. К.Л. Визир, З.М. Климовицкая «действие марганца на рост и развитие растений на различных этапах их онтогенеза» // кн «Микроэлементы в жизни растений, животных и человека», Киев: Наукова думка, 1964г.- 324с
11. П.А. Власюк «Научные исследования и задачи по проблеме «Биологическая роль микроэлементов в жизни растений, животных и человека» // кн «Микроэлементы в жизни растений, животных и человека», Киев: Наукова думка, 1964г.- 324с
12. П.А. Власюк, В.А. Жидков, В.И. Ивченко, З.М. Климовицкая, М.Ф. Охрименко, Э.В. Руданова, Т.Н. Сидоршина «Участие микроэлементов в обмене веществ растений»// кн «Биологическая роль микроэлементов», М.: Наука, 1983г.- 38с
13. М.С. Гамаюнова «Обогащение семян медью и связь ее с динамикой свободного троптофана при их прорастании» // кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Наукова думка, 1966г.- с 97-107
14. Гигиена внешней среды, Ростов-на-Дону, 1977г.- 22с
15. М.Б. Гилис, Н.П. Радченко «Влияние микроэлементов на рост, развитие и некоторые биохимические особенности кукурузы и сахарной свеклы в условиях Западной лесостепи Украины» // кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Наукова думка, 1968г.- 220с
16. О.И. Голяницкий, Р.Н. Туманова «Влияние микроэлементов на содержание аскорбиновой кислоты и катехинов в черной смородине»// кн «Микроэлементы и их применение», Оренбург, 1972г.- 114с
17. Н.И. Гринкевич, Л.И. Боровкова, И.Ф. Грибовская «Влияние микроэлементов на содержание алкалоидов в красавке»// журн Фармация, 1970.- №5.- с 41-47
18. Н.И. Гринкевич, А.А. Сорокина «Роль геохимических факторов среды в продуцировании растениями биологически активных веществ»//кн «Биологическая роль микроэлементов», М.: Наука, 1983г.- 238с
19. П.В. Иванов «Закономерности накопления олова растениями Дальнего востока» // кн «Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- с 33-34
20. Н.Р. Кисис «Влияние бора, меди и молибдена на некоторые овощные культуры в условиях Латвийской ССР"// кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы Укр ССР, 1963г.- 690с
21. З.М. Климовицкая, М.И. Ковальчук «Нуклеиновый обмен растений в связи с особенностями питания их некоторыми макро- и микроэлементами» // кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Наукова думка, 1966г.- с 60-72
22. З.М. Климовицкая, З.И. Любанова, Л.М. Прокопивнюк «Биосинтез РНК, ДНК и белка в зависимости от условий фосфорного и марганцевого питания» // кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Наукова думка, 1968г.- 220с
www.ronl.ru
Микроэлементы – это группа химических элементов, которые содержатся в организме человека и животных в очень малых количествах, в пределах 10-3-10-12%. Единственной характерной чертой микроэлементов является их низкая концентрация в живых тканях (3).
Способы применения микроэлементов могут быть различными: некорневая подкормка в течение вегетации, предпосевная обработка семян путем опыления или увлажнения и внесения микроэлементов в почву. Самыми рациональными и экономически выгодными являются первые два приема. Путем применения этих двух приемов растения используют 40-100% всех микроэлементов, но пр внесение их в почву растения усваивают лишь несколько %, а в некоторых случаях даже десятые доли % от внесенного в почву микроэлемента. Внесение в почву легкорастворимых солей оказалось нецелесообразно (5).
Накопление микроэлементов в пищевых продуктах растительного происхождения происходит в зависимости от вида почвы, ее физических свойств и химического состояния, географического расположения района, климатических условий, от вида, сорта и стадии вегетации растений, применяемых удобрений, источников орошения и других факторов (38).
Роль микроэлементов в обменных процессах у растений.
Изучение значения микроэлементов в обмене веществ растений необходимо для выявления новых возможностей управления их продуктивностью, поскольку микроэлементы могут выступать и как специфические и как неспецифические регуляторы обмена веществ.
Во многих жизненных процессах, происходящих в растениях на молекулярном уровне, микроэлементы принимают самое активное участие. Действуя через ферментную систему или непосредственно связываясь с биополимерами растений, микроэлементы могут стимулировать или ингибировать процессы роста, развития и репродуктивную функцию растений.
Составной частью общебиологической проблемы выяснение значения микроэлементов в отдельных звеньях обмена веществ является вопрос о взаимодействии микроэлементов с ДНК. Актуальность этого аспекта определяется действием ионов металлов во многих биологических процессах, происходящих с участием нуклеиновых кислот. Ионы металлов можно рассматривать как фактор, участвующий в создании необходимой для выполнения биологической функции конформации макромолекулы.
В связывании цинка (11) молекулой ДНК участвует атом N1 гуанина и N7 аденина. При возрастании концентрации ионов металлов в полинуклеотидных тяжах возникают одиночные разрывы, которые являются централями деспирализации биополимера. Взаимодействие марганца (11) с фосфатными группами и с гуанином, структурирование гидратной оболочки обусловливает сложную зависимость параметров конформационных переходов от количества ионов металла (12).
Удаление молибдена из питательной среды вызывает понижение активности нитратредуктазы, совершенно отличное от понижения активности, вызванного удалением молибдена из интактного фермента, например диализом против цианида. В последнем случае активность инактивированного фермента может почти полностью восстанавливаться, добавляя металл к белку, тогда как в случае недостаточности молибдена добавление металла к бесклеточному экстракту не оказывает никакого действия (32).
Проведенные исследования дают основание заключить, что молибден оказывает ингибирующее действи на ДНК-азы и РНК-азы за счет образования комплексов молибдат-ионов с функциональными группами ДНК-азы и РНК-азы. Образование комплексов молибдат-ионов с ДНК и РНК, по-видимому, защищает фосфодиэфирные связи полинуклеотидов от атакуемости их гидролизирующими ферментами(12). Молибден такжевлияет на фосфорный обмен у растений, являясь ингибитором кислых фосфатид, в результате чего у высших растений недостаточность его влияет на
Под влиянием бора в растениях увеличивается сумма флавинов за счет флавинадениндинуклеотида (ФАД), что свидетельствует о частичном превращени рибофлавина в флавиновые нуклеотиды, а также об усилении активности фавиновых ферментов, содержащих ФАД в качестве кофермента. Количество общего рибофлавина в листьях салата под влиянием бора увеличилось в 4 раза, прочно связанной с белком формы – в 3,8 раза, ФАДа – в 4 раза.
Была обнаружена положительная корреляция между активностью ферментной системы синтеза индолилуксусной кислоты и наличием в инкубационной среде цинка и индолилпировиноградной кислоты (12).
Показано, что содержание углеводов в тканях растений тесно связано с поступлением бора с питательными веществами. Листья растений с недостаточностью бора содержат обычно много сахаров и других углеводов, по-видимому, эти вещества по какой-то причине не переместились из листьев.
Гош и Даггер высказали предположение, что основная функция бора заключается в перемещении сахаров, которое осуществляется благодаря образованию углеводно-боратного комплекса, облегчающего прохождение сахара через мембрану. Авторы допускают, что либо углеводно-боратный комплекс может перемещаться из клетки в клетку, либо бор представляет собой компонент мембран, вступающий во временную связь с углеводом и осуществляющий таким образом его прохождение через мембрану. Авторы считают последний механизм действия бора более вероятным (37).
Марганец активирует обратное карбоксилирование ди- и трикарбоновых кислот, способствует восстановительному карбоксилированию пировиноградной кислоты в яблочную или щавелевую кислоту. Повышает активность фермента аргиназы, катализирующей превращение аргинина в орнитин, из которого синтезируется пирролидоновое кольцо тропановых алкалоидов. Он активирует фосфатглюкомутазу, энолазу, лецитиназу, аминопептидазу (11). Под влиянием марганца отмечено понижение содержания РНК в ядрах и увеличение в рибосомах. Отмечается также тенденция к повышению содержания ДНК под влиянием марганца. По-видимому, ДНК в данном случае слабее утилизируется (21).
Взаимосвязь микроэлементов и накопления в растениях биологически активных веществ.
Для дикорастущих лекарственных растений изучение влияние геохимических факторов на продуцирование растениями действующих веществ позволило разработать рекомендации по заготовке сырья именно в тех районах ареалов, где они отличаются высоким содержанием БАВ, а при возделывании лекарственных растений это создает предпосылки для направленного влияния на биогенез действующих веществ путем использования соответствующих микроудобрений.
Уже в 1955 г. Г. Бертранд отмечал, что наперстянки, выросшие на почве, богатой марганцем, отличаются повышенной биологической активностью. А проведенные исследования выявили, что представители рода наперстянки избирательно накапливают марганец, молибден и хром.
Введение марганца и молибдена вызывает стимуляцию активности фермента, ответственного за синтез коэнзима А, что в свою очередь приведет к увеличению содержания сердечных гликозидов (18).
Лучшими дозами бора для мяты перечной являются 0,1-0,3 мг/кг почвы, в результате чего урожай листьев увеличивается на 11%, а содержание эфирных масел – на 0,24%. Дальнейшее увеличение бора в питательной смеси снижает урожай листьев, а содержание эфирных масел находится на прежнем уровне. Для цинка оптимальная доза – 2,2 и 8,8 мг/кг. Урожай мяты в этих вариантах повышается на 19%, дальнейшее увеличение доз цинка приводит к понижению веса листьев и повышению содержания эфирных масел на 0,5% (8).
Особую ценность для красавки представляет наличие микроэлементов – железа, марганца, кобальта, меди. Как и для других алкалоидоносных растений, для красавки характерно значительное накопление меди. Наиболее эффективным их микроэлементов является бор, вызывающий значительное увеличение содержания алкалоидов, затем следует молибден и марганец. Одновременно в обработанных растениях увеличивается и содержание микроэлементов. Установлено, что качественный состав алкалоидов в контрольных и обработанных микроэлементами растений на меняется (17).
В случае подкормки черной смородины микроэлементами снижение концентрации аскорбиновой кислоты при созревании составило 10-20%. В результате этого при подкормке микроэлементами в зрелых ягодах сохраняется необычно большое содержание аскорбиновой кислоты, особенно в случае подкормки йодом (до 510 мг%), тогда как при отсутствии подкормки при созревании ягод содержание аскорбиновой кислоты снижается почти до обычных значений (255 мг%) (10).
Сочетание кобальта с фосфорно-калиевым удобрением повышает урожай люцерны на 288,4% по отношению к контролю, на 242,7% превосходя действие одного кобальта. Одновременно с ростом урожая шел усиленный синтез азотистых веществ, повысилось содержание протеина и белка (4).
Обработка координационными соединениями меди и кобальта приводила к ускорению наступления фаз развития, увеличилось число вполне сформировавшихся коробочек у хлопчатника. Отмечено повышение урожайности на 10-15%, крепости волокна и его зрелости, а также маслянистости семян (2). Под влиянием цинка происходит увеличение общей суммы углеводов в листьях и плодовых органах хлопчатника. Это увеличение происходит, с одной стороны, за счет моноз и сахарозы, с другой стороны, за счет гемицеллюлозы. Содержание крахмала при этом остается без изменений (26).
Применение марганца и бора существенно улучшает качество проса только в первый год действия за счет увеличения сырого белка в зернах. От внесения марганца количество сырого белка увеличивается на 0,8-1,8%, от бора – 0,1-0,3% (25).
Замачивание раствором сульфата меди (10 мг/л) семян озимой пшеницы с низким содержанием меди значительно повышает содержание свободного триптофана. Следует отметить, что обработка семян медью с относительно высоким естественным ее содержанием была значительно менее эффективной, а в ряде опытов наблюдалось угнетающее действие ее на продуктивность семян (13).
В ранний период роста бор, молибден и цинк увеличивают содержание углеводов, особенно сахарозы в листьях кукурузы. Молибден значительно повышает содержание крахмала. Под влиянием марганца значительно увеличивается содержание ДНК и РНК (10).
Все микроэлементы (марганец, бор, молибден, цинк) повышают урожай шишек хмеля. Прибавка в среднем за два года составила 10-22%. Особенно эффективными оказались молибден и цинк (21-22%). Марганец способствует большему накоплению глютатиона и восстановительной формы аскорбиновой кислоты, также благоприятствует большему накоплению горьких веществ в шишках хмеля, главным образом за счет наиболее ценных компонентов этого комплекса (31). Повышение горьких веществ в шишках вызывают и молибден с бором (повышается на 3,3-3,4%) (24).
В результате анализов выяснилось, что бор, медь и молибден способствует накоплению в корнеплодах моркови каротина, сахаров и минеральных веществ. Так, под влиянием бора содержание каротина в корнеплодах (в зависимости от почвенных и климатических условий) повышается от 0,6 до 2,1 мг%, а количество сахара увеличивается до 0,8%. Причем увеличение шло за счет сахарозы (20).
Таким образом установлена взаимосвязь между содержанием в почве отдельных химических элементов и продуцированием растениями отдельных групп биологически активных веществ (БАВ). Растения, продуцирующие сердечные гликозиды, избирательно поглощают марганец, молибден, хром; продуцирующие алкалоиды – медь, марганец, кобальт; сапонины – молибден, ванадий; терпеноды – марганец; кумарины, флавоноиды и антраценпроизводные – медь; витамины – марганец, медь; полисахариды – марганец, хром (18).
Литература:
1. Д.Т. Абдурахимов, З.А. Ашенов, Т.Э. Астанакулов, Э.П. Узаков «Микроэлементы и продуктивность картофеля»// кн «Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- с 108-109
2. А.А. Абзалов, Р.И. Хасанов, Т.П. Пирохунов «Значение координационных соединений микроэлеменов в питании хлопчатника» // кн «Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- с 109-110
3. А.П. Авцын, А.А. Живоронков, М.А. Реми, Л.С. Строчкова «Микроэлементозы человека», М.: Медицина, 1991г.- 496с.
4. Н.М. Андреева «Влияние микроэлементов на азотистый обмен и развитие люпина» // кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы Укр ССР, 1963г.- 690с
5. П.И. Анспок «Совершенствование способов применения микроэлементов в растеневодстве» // кн «Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- с 115-116
6. Ш.Х. Балтабаев «Влияние микроэлементов на качество семян хлопчатника и урожай его потомства» // кн «Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- с 122-124
7. «Биологическая роль микроэлементов», М.: Наука, 1983г.- 238с
8. Э.С. Бойченко «Влияние микроудобрений на урожай и качество мяты перечной» // кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Наукова думка, 1968г.- 220с
9. П.Н. Вардья «Роль меди в обмене веществ ячменя» // кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы Укр ССР, 1963г.- 690с
10. К.Л. Визир, З.М. Климовицкая «действие марганца на рост и развитие растений на различных этапах их онтогенеза» // кн «Микроэлементы в жизни растений, животных и человека», Киев: Наукова думка, 1964г.- 324с
11. П.А. Власюк «Научные исследования и задачи по проблеме «Биологическая роль микроэлементов в жизни растений, животных и человека» // кн «Микроэлементы в жизни растений, животных и человека», Киев: Наукова думка, 1964г.- 324с
12. П.А. Власюк, В.А. Жидков, В.И. Ивченко, З.М. Климовицкая, М.Ф. Охрименко, Э.В. Руданова, Т.Н. Сидоршина «Участие микроэлементов в обмене веществ растений»// кн «Биологическая роль микроэлементов», М.: Наука, 1983г.- 38с
13. М.С. Гамаюнова «Обогащение семян медью и связь ее с динамикой свободного троптофана при их прорастании» // кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Наукова думка, 1966г.- с 97-107
14. Гигиена внешней среды, Ростов-на-Дону, 1977г.- 22с
15. М.Б. Гилис, Н.П. Радченко «Влияние микроэлементов на рост, развитие и некоторые биохимические особенности кукурузы и сахарной свеклы в условиях Западной лесостепи Украины» // кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Наукова думка, 1968г.- 220с
16. О.И. Голяницкий, Р.Н. Туманова «Влияние микроэлементов на содержание аскорбиновой кислоты и катехинов в черной смородине»// кн «Микроэлементы и их применение», Оренбург, 1972г.- 114с
17. Н.И. Гринкевич, Л.И. Боровкова, И.Ф. Грибовская «Влияние микроэлементов на содержание алкалоидов в красавке»// журн Фармация, 1970.- №5.- с 41-47
18. Н.И. Гринкевич, А.А. Сорокина «Роль геохимических факторов среды в продуцировании растениями биологически активных веществ»//кн «Биологическая роль микроэлементов», М.: Наука, 1983г.- 238с
19. П.В. Иванов «Закономерности накопления олова растениями Дальнего востока» // кн «Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- с 33-34
20. Н.Р. Кисис «Влияние бора, меди и молибдена на некоторые овощные культуры в условиях Латвийской ССР"// кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы Укр ССР, 1963г.- 690с
21. З.М. Климовицкая, М.И. Ковальчук «Нуклеиновый обмен растений в связи с особенностями питания их некоторыми макро- и микроэлементами» // кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Наукова думка, 1966г.- с 60-72
22. З.М. Климовицкая, З.И. Любанова, Л.М. Прокопивнюк «Биосинтез РНК, ДНК и белка в зависимости от условий фосфорного и марганцевого питания» // кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Наукова думка, 1968г.- 220с
www.ronl.ru
Реферат на тему:
Биологически значимые элементы (в противоположность биологически инертным элементам) — химические элементы, необходимые организму человека или животного для обеспечения нормальной жизнедеятельности. Биологически значимые элементы классифицируют на макроэлементы (содержание которых в живых организмах составляет больше 0,001 %) и микроэлементы (содержание менее 0,001 %).
Микро- и макроэлементы (кроме кислорода, водорода, углерода и азота), попадают в организм, как правило, при приёме пищи. Для их обозначения в английском языке существует термин Dietary mineral.
В конце XX века российские производители некоторых лекарственных препаратов и биологически активных добавок стали использовать для обозначения макро- и микроэлементов термин минерал.
Эти элементы слагают плоть живых организмов. К макроэлементам относят те элементы, рекомендуемая суточная доза потребления которых составляет более 200 мг. Макроэлементы, как правило, поступают в организм человека вместе с пищей.
Эти макроэлементы называют биогенными (органогенными) элементами или макронутриентами (англ. macronutrient). Из макронутриентов преимущественно построены такие органические вещества, как белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. Для обозначения макронутриентов иногда используют акроним CHNO, состоящий из обозначений соответствующих химических элементов в таблице Менделеева.
Рекомендуемая суточная доза > 200 мг:
Термин «микроэлементы» получил особое распространение в медицинской, биологической и сельскохозяйственной научной литературе в середине XX века. В частности, для агрономов стало очевидным, что даже достаточное количество «макроэлементов» в удобрениях (троица NPK — азот, фосфор, калий) не обеспечивает нормального развития растений.
Микроэлементами называются элементы, содержание которых в организме мало, но они участвуют в биохимических процессах и необходимы живым организмам. Рекомендуемая суточная доза потребления микроэлементов для человека составляет менее 200 мг. В последнее время стал использоваться заимствованный из европейских языков термин микронутриент (англ. micronutrient).
Поддержание постоянства внутренней среды (гомеостаза) организма предусматривает в первую очередь поддержание качественного и количественного содержания минеральных веществ в тканях органов на физиологическом уровне.
По современным данным более 30 микроэлементов считаются необходимыми для жизнедеятельности растений, животных и человека. Среди них (в алфавитном порядке):
Чем меньше концентрация соединений в организме, тем труднее установить биологическую роль элемента, идентифицировать соединения, в образовании которых он принимает участие. К числу несомненно важных относят ванадий, кремний и др.
В процессе усвоения организмом витаминов, микроэлементов и макроэлементов возможен антагонизм (отрицательное взаимодействие) или синергизм (положительное взаимодействие) между разными компонентами.
Основные причины, вызывающие недостаток минеральных веществ:
wreferat.baza-referat.ru
Микроэлементы
Микроэлементы это группа химических элементов, которые содержатся в организме человека и животных в очень малых количествах, в пределах 10-3-10-12%. Единственной характерной чертой микроэлементов является их низкая концентрация в живых тканях (3).
Способы применения микроэлементов могут быть различными: некорневая подкормка в течение вегетации, предпосевная обработка семян путем опыления или увлажнения и внесения микроэлементов в почву. Самыми рациональными и экономически выгодными являются первые два приема. Путем применения этих двух приемов растения используют 40-100% всех микроэлементов, но пр внесение их в почву растения усваивают лишь несколько %, а в некоторых случаях даже десятые доли % от внесенного в почву микроэлемента. Внесение в почву легкорастворимых солей оказалось нецелесообразно (5).
Накопление микроэлементов в пищевых продуктах растительного происхождения происходит в зависимости от вида почвы, ее физических свойств и химического состояния, географического расположения района, климатических условий, от вида, сорта и стадии вегетации растений, применяемых удобрений, источников орошения и других факторов (38).
Роль микроэлементов в обменных процессах у растений.
Изучение значения микроэлементов в обмене веществ растений необходимо для выявления новых возможностей управления их продуктивностью, поскольку микроэлементы могут выступать и как специфические и как неспецифические регуляторы обмена веществ.
Во многих жизненных процессах, происходящих в растениях на молекулярном уровне, микроэлементы принимают самое активное участие. Действуя через ферментную систему или непосредственно связываясь с биополимерами растений, микроэлементы могут стимулировать или ингибировать процессы роста, развития и репродуктивную функцию растений.
Составной частью общебиологической проблемы выяснение значения микроэлементов в отдельных звеньях обмена веществ является вопрос о взаимодействии микроэлементов с ДНК. Актуальность этого аспекта определяется действием ионов металлов во многих биологических процессах, происходящих с участием нуклеиновых кислот. Ионы металлов можно рассматривать как фактор, участвующий в создании необходимой для выполнения биологической функции конформации макромолекулы.
В связывании цинка (11) молекулой ДНК участвует атом N1 гуанина и N7 аденина. При возрастании концентрации ионов металлов в полинуклеотидных тяжах возникают одиночные разрывы, которые являются централями деспирализации биополимера. Взаимодействие марганца (11) с фосфатными группами и с гуанином, структурирование гидратной оболочки обусловливает сложную зависимость параметров конформационных переходов от количества ионов металла (12).
Удаление молибдена из питательной среды вызывает понижение активности нитратредуктазы, совершенно отличное от понижения активности, вызванного удалением молибдена из интактного фермента, например диализом против цианида. В последнем случае активность инактивированного фермента может почти полностью восстанавливаться, добавляя металл к белку, тогда как в случае недостаточности молибдена добавление металла к бесклеточному экстракту не оказывает никакого действия (32).
Проведенные исследования дают основание заключить, что молибден оказывает ингибирующее действи на ДНК-азы и РНК-азы за счет образования комплексов молибдат-ионов с функциональными группами ДНК-азы и РНК-азы. Образование комплексов молибдат-ионов с ДНК и РНК, по-видимому, защищает фосфодиэфирные связи полинуклеотидов от атакуемости их гидролизирующими ферментами(12). Молибден такжевлияет на фосфорный обмен у растений, являясь ингибитором кислых фосфатид, в результате чего у высших растений недостаточность его влияет на
Под влиянием бора в растениях увеличивается сумма флавинов за счет флавинадениндинуклеотида (ФАД), что свидетельствует о частичном превращени рибофлавина в флавиновые нуклеотиды, а также об усилении активности фавиновых ферментов, содержащих ФАД в качестве кофермента. Количество общего рибофлавина в листьях салата под влиянием бора увеличилось в 4 раза, прочно связанной с белком формы в 3,8 раза, ФАДа в 4 раза.
Была обнаружена положительная корреляция между активностью ферментной системы синтеза индолилуксусной кислоты и наличием в инкубационной среде цинка и индолилпировиноградной кислоты (12).
Показано, что содержание углеводов в тканях растений тесно связано с поступлением бора с питательными веществами. Листья растений с недостаточностью бора содержат обычно много сахаров и других углеводов, по-видимому, эти вещества по какой-то причине не переместились из листьев.
Гош и Даггер высказали предположение, что основная функция бора заключается в перемещении сахаров, которое осуществляется благодаря образованию углеводно-боратного комплекса, облегчающего прохождение сахара через мембрану. Авторы допускают, что либо углеводно-боратный комплекс может перемещаться из клетки в клетку, либо бор представляет собой компонент мембран, вступающий во временную связь с углеводом и осуществляющий таким образом его прохождение через мембрану. Авторы считают последний механизм действия бора более вероятным (37).
Марганец активирует обратное карбоксилирование ди- и трикарбоновых кислот, способствует восстановительному карбоксилированию пировиноградной кислоты в яблочную или щавелевую кислоту. Повышает активность фермента аргиназы,
www.studsell.com
Микроэлементы
Микроэлементы – это группа химических элементов, которые содержатся в организме человека и животных в очень малых количествах, в пределах 10-3-10-12%. Единственной характерной чертой микроэлементов является их низкая концентрация в живых тканях (3).
Способы применения микроэлементов могут быть различными: некорневая подкормка в течение вегетации, предпосевная обработка семян путем опыления или увлажнения и внесения микроэлементов в почву. Самыми рациональными и экономически выгодными являются первые два приема. Путем применения этих двух приемов растения используют 40-100% всех микроэлементов, но пр внесение их в почву растения усваивают лишь несколько %, а в некоторых случаях даже десятые доли % от внесенного в почву микроэлемента. Внесение в почву легкорастворимых солей оказалось нецелесообразно (5).
Накопление микроэлементов в пищевых продуктах растительного происхождения происходит в зависимости от вида почвы, ее физических свойств и химического состояния, географического расположения района, климатических условий, от вида, сорта и стадии вегетации растений, применяемых удобрений, источников орошения и других факторов (38).
Роль микроэлементов в обменных процессах у растений.
Изучение значения микроэлементов в обмене веществ растений необходимо для выявления новых возможностей управления их продуктивностью, поскольку микроэлементы могут выступать и как специфические и как неспецифические регуляторы обмена веществ.
Во многих жизненных процессах, происходящих в растениях на молекулярном уровне, микроэлементы принимают самое активное участие. Действуя через ферментную систему или непосредственно связываясь с биополимерами растений, микроэлементы могут стимулировать или ингибировать процессы роста, развития и репродуктивную функцию растений.
Составной частью общебиологической проблемы выяснение значения микроэлементов в отдельных звеньях обмена веществ является вопрос о взаимодействии микроэлементов с ДНК. Актуальность этого аспекта определяется действием ионов металлов во многих биологических процессах, происходящих с участием нуклеиновых кислот. Ионы металлов можно рассматривать как фактор, участвующий в создании необходимой для выполнения биологической функции конформации макромолекулы.
В связывании цинка (11) молекулой ДНК участвует атом N1 гуанина и N7 аденина. При возрастании концентрации ионов металлов в полинуклеотидных тяжах возникают одиночные разрывы, которые являются централями деспирализации биополимера. Взаимодействие марганца (11) с фосфатными группами и с гуанином, структурирование гидратной оболочки обусловливает сложную зависимость параметров конформационных переходов от количества ионов металла (12).
Удаление молибдена из питательной среды вызывает понижение активности нитратредуктазы, совершенно отличное от понижения активности, вызванного удалением молибдена из интактного фермента, например диализом против цианида. В последнем случае активность инактивированного фермента может почти полностью восстанавливаться, добавляя металл к белку, тогда как в случае недостаточности молибдена добавление металла к бесклеточному экстракту не оказывает никакого действия (32).
Проведенные исследования дают основание заключить, что молибден оказывает ингибирующее действи на ДНК-азы и РНК-азы за счет образования комплексов молибдат-ионов с функциональными группами ДНК-азы и РНК-азы. Образование комплексов молибдат-ионов с ДНК и РНК, по-видимому, защищает фосфодиэфирные связи полинуклеотидов от атакуемости их гидролизирующими ферментами(12). Молибден такжевлияет на фосфорный обмен у растений, являясь ингибитором кислых фосфатид, в результате чего у высших растений недостаточность его влияет на
Под влиянием бора в растениях увеличивается сумма флавинов за счет флавинадениндинуклеотида (ФАД), что свидетельствует о частичном превращени рибофлавина в флавиновые нуклеотиды, а также об усилении активности фавиновых ферментов, содержащих ФАД в качестве кофермента. Количество общего рибофлавина в листьях салата под влиянием бора увеличилось в 4 раза, прочно связанной с белком формы – в 3,8 раза, ФАДа – в 4 раза.
Была обнаружена положительная корреляция между активностью ферментной системы синтеза индолилуксусной кислоты и наличием в инкубационной среде цинка и индолилпировиноградной кислоты (12).
Показано, что содержание углеводов в тканях растений тесно связано с поступлением бора с питательными веществами. Листья растений с недостаточностью бора содержат обычно много сахаров и других углеводов, по-видимому, эти вещества по какой-то причине не переместились из листьев.
Гош и Даггер высказали предположение, что основная функция бора заключается в перемещении сахаров, которое осуществляется благодаря образованию углеводно-боратного комплекса, облегчающего прохождение сахара через мембрану. Авторы допускают, что либо углеводно-боратный комплекс может перемещаться из клетки в клетку, либо бор представляет собой компонент мембран, вступающий во временную связь с углеводом и осуществляющий таким образом его прохождение через мембрану. Авторы считают последний механизм действия бора более вероятным (37).
Марганец активирует обратное карбоксилирование ди- и трикарбоновых кислот, способствует восстановительному карбоксилированию пировиноградной кислоты в яблочную или щавелевую кислоту. Повышает активность фермента аргиназы, катализирующей превращение аргинина в орнитин, из которого синтезируется пирролидоновое кольцо тропановых алкалоидов. Он активирует фосфатглюкомутазу, энолазу, лецитиназу, аминопептидазу (11). Под влиянием марганца отмечено понижение содержания РНК в ядрах и увеличение в рибосомах. Отмечается также тенденция к повышению содержания ДНК под влиянием марганца. По-видимому, ДНК в данном случае слабее утилизируется (21).
Взаимосвязь микроэлементов и накопления в растениях биологически активных веществ.
Для дикорастущих лекарственных растений изучение влияние геохимических факторов на продуцирование растениями действующих веществ позволило разработать рекомендации по заготовке сырья именно в тех районах ареалов, где они отличаются высоким содержанием БАВ, а при возделывании лекарственных растений это создает предпосылки для направленного влияния на биогенез действующих веществ путем использования соответствующих микроудобрений.
Уже в 1955 г. Г. Бертранд отмечал, что наперстянки, выросшие на почве, богатой марганцем, отличаются повышенной биологической активностью. А проведенные исследования выявили, что представители рода наперстянки избирательно накапливают марганец, молибден и хром.
Введение марганца и молибдена вызывает стимуляцию активности фермента, ответственного за синтез коэнзима А, что в свою очередь приведет к увеличению содержания сердечных гликозидов (18).
Лучшими дозами бора для мяты перечной являются 0,1-0,3 мг/кг почвы, в результате чего урожай листьев увеличивается на 11%, а содержание эфирных масел – на 0,24%. Дальнейшее увеличение бора в питательной смеси снижает урожай листьев, а содержание эфирных масел находится на прежнем уровне. Для цинка оптимальная доза – 2,2 и 8,8 мг/кг. Урожай мяты в этих вариантах повышается на 19%, дальнейшее увеличение доз цинка приводит к понижению веса листьев и повышению содержания эфирных масел на 0,5% (8).
Особую ценность для красавки представляет наличие микроэлементов – железа, марганца, кобальта, меди. Как и для других алкалоидоносных растений, для красавки характерно значительное накопление меди. Наиболее эффективным их микроэлементов является бор, вызывающий значительное увеличение содержания алкалоидов, затем следует молибден и марганец. Одновременно в обработанных растениях увеличивается и содержание микроэлементов. Установлено, что качественный состав алкалоидов в контрольных и обработанных микроэлементами растений на меняется (17).
В случае подкормки черной смородины микроэлементами снижение концентрации аскорбиновой кислоты при созревании составило 10-20%. В результате этого при подкормке микроэлементами в зрелых ягодах сохраняется необычно большое содержание аскорбиновой кислоты, особенно в случае подкормки йодом (до 510 мг%), тогда как при отсутствии подкормки при созревании ягод содержание аскорбиновой кислоты снижается почти до обычных значений (255 мг%) (10).
Сочетание кобальта с фосфорно-калиевым удобрением повышает урожай люцерны на 288,4% по отношению к контролю, на 242,7% превосходя действие одного кобальта. Одновременно с ростом урожая шел усиленный синтез азотистых веществ, повысилось содержание протеина и белка (4).
Обработка координационными соединениями меди и кобальта приводила к ускорению наступления фаз развития, увеличилось число вполне сформировавшихся коробочек у хлопчатника. Отмечено повышение урожайности на 10-15%, крепости волокна и его зрелости, а также маслянистости семян (2). Под влиянием цинка происходит увеличение общей суммы углеводов в листьях и плодовых органах хлопчатника. Это увеличение происходит, с одной стороны, за счет моноз и сахарозы, с другой стороны, за счет гемицеллюлозы. Содержание крахмала при этом остается без изменений (26).
Применение марганца и бора существенно улучшает качество проса только в первый год действия за счет увеличения сырого белка в зернах. От внесения марганца количество сырого белка увеличивается на 0,8-1,8%, от бора – 0,1-0,3% (25).
Замачивание раствором сульфата меди (10 мг/л) семян озимой пшеницы с низким содержанием меди значительно повышает содержание свободного триптофана. Следует отметить, что обработка семян медью с относительно высоким естественным ее содержанием была значительно менее эффективной, а в ряде опытов наблюдалось угнетающее действие ее на продуктивность семян (13).
В ранний период роста бор, молибден и цинк увеличивают содержание углеводов, особенно сахарозы в листьях кукурузы. Молибден значительно повышает содержание крахмала. Под влиянием марганца значительно увеличивается содержание ДНК и РНК (10).
Все микроэлементы (марганец, бор, молибден, цинк) повышают урожай шишек хмеля. Прибавка в среднем за два года составила 10-22%. Особенно эффективными оказались молибден и цинк (21-22%). Марганец способствует большему накоплению глютатиона и восстановительной формы аскорбиновой кислоты, также благоприятствует большему накоплению горьких веществ в шишках хмеля, главным образом за счет наиболее ценных компонентов этого комплекса (31). Повышение горьких веществ в шишках вызывают и молибден с бором (повышается на 3,3-3,4%) (24).
В результате анализов выяснилось, что бор, медь и молибден способствует накоплению в корнеплодах моркови каротина, сахаров и минеральных веществ. Так, под влиянием бора содержание каротина в корнеплодах (в зависимости от почвенных и климатических условий) повышается от 0,6 до 2,1 мг%, а количество сахара увеличивается до 0,8%. Причем увеличение шло за счет сахарозы (20).
Таким образом установлена взаимосвязь между содержанием в почве отдельных химических элементов и продуцированием растениями отдельных групп биологически активных веществ (БАВ). Растения, продуцирующие сердечные гликозиды, избирательно поглощают марганец, молибден, хром; продуцирующие алкалоиды – медь, марганец, кобальт; сапонины – молибден, ванадий; терпеноды – марганец; кумарины, флавоноиды и антраценпроизводные – медь; витамины – марганец, медь; полисахариды – марганец, хром (18).
Литература:
1. Д.Т. Абдурахимов, З.А. Ашенов, Т.Э. Астанакулов, Э.П. Узаков «Микроэлементы и продуктивность картофеля»// кн «Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- с 108-109
2. А.А. Абзалов, Р.И. Хасанов, Т.П. Пирохунов «Значение координационных соединений микроэлеменов в питании хлопчатника» // кн «Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- с 109-110
3. А.П. Авцын, А.А. Живоронков, М.А. Реми, Л.С. Строчкова «Микроэлементозы человека», М.: Медицина, 1991г.- 496с.
4. Н.М. Андреева «Влияние микроэлементов на азотистый обмен и развитие люпина» // кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы Укр ССР, 1963г.- 690с
5. П.И. Анспок «Совершенствование способов применения микроэлементов в растеневодстве» // кн «Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- с 115-116
6. Ш.Х. Балтабаев «Влияние микроэлементов на качество семян хлопчатника и урожай его потомства» // кн «Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- с 122-124
7. «Биологическая роль микроэлементов», М.: Наука, 1983г.- 238с
8. Э.С. Бойченко «Влияние микроудобрений на урожай и качество мяты перечной» // кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Наукова думка, 1968г.- 220с
9. П.Н. Вардья «Роль меди в обмене веществ ячменя» // кн "Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине", Киев: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы Укр ССР, 1963г.- 690с
10. К.Л. Визир, З.М. Климовицкая «действие марганца на рост и развитие растений на различных этапах их онтогенеза» // кн "Микроэлементы в жизни растений, животных и человека", Киев: Наукова думка, 1964г.- 324с
11. П.А. Власюк «Научные исследования и задачи по проблеме «Биологическая роль микроэлементов в жизни растений, животных и человека» // кн "Микроэлементы в жизни растений, животных и человека", Киев: Наукова думка, 1964г.- 324с
12. П.А. Власюк, В.А. Жидков, В.И. Ивченко, З.М. Климовицкая, М.Ф. Охрименко, Э.В. Руданова, Т.Н. Сидоршина «Участие микроэлементов в обмене веществ растений»// кн «Биологическая роль микроэлементов», М.: Наука, 1983г.- 38с
13. М.С. Гамаюнова «Обогащение семян медью и связь ее с динамикой свободного троптофана при их прорастании» // кн "Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине", Киев: Наукова думка, 1966г.- с 97-107
14. Гигиена внешней среды, Ростов-на-Дону, 1977г.- 22с
15. М.Б. Гилис, Н.П. Радченко «Влияние микроэлементов на рост, развитие и некоторые биохимические особенности кукурузы и сахарной свеклы в условиях Западной лесостепи Украины» // кн "Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине", Киев: Наукова думка, 1968г.- 220с
16. О.И. Голяницкий, Р.Н. Туманова «Влияние микроэлементов на содержание аскорбиновой кислоты и катехинов в черной смородине»// кн «Микроэлементы и их применение», Оренбург, 1972г.- 114с
17. Н.И. Гринкевич, Л.И. Боровкова, И.Ф. Грибовская «Влияние микроэлементов на содержание алкалоидов в красавке»// журн Фармация, 1970.- №5.- с 41-47
18. Н.И. Гринкевич, А.А. Сорокина «Роль геохимических факторов среды в продуцировании растениями биологически активных веществ»//кн «Биологическая роль микроэлементов», М.: Наука, 1983г.- 238с
19. П.В. Иванов «Закономерности накопления олова растениями Дальнего востока» // кн "Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине", Самарканд, 1990г.- с 33-34
20. Н.Р. Кисис «Влияние бора, меди и молибдена на некоторые овощные культуры в условиях Латвийской ССР"// кн "Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине", Киев: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы Укр ССР, 1963г.- 690с
21. З.М. Климовицкая, М.И. Ковальчук «Нуклеиновый обмен растений в связи с особенностями питания их некоторыми макро- и микроэлементами» // кн "Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине", Киев: Наукова думка, 1966г.- с 60-72
22. З.М. Климовицкая, З.И. Любанова, Л.М. Прокопивнюк «Биосинтез РНК, ДНК и белка в зависимости от условий фосфорного и марганцевого питания» // кн "Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине", Киев: Наукова думка, 1968г.- 220с
www.referatmix.ru
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ
Реферат на тему:
«Микроэлементы и их участие в метаболизме».
Выполнила: студентка 201-С гр.
товароведческого факультета
Янушкевич К. А.
Проверила: к.б.н, доцент кафедры химии Берендяева Л.А
Омск – 2009
Содержание.Введение.
1. Значение микроэлементов в жизни человека.................................5
2. Фтор....................................................................................................6
3. Йод......................................................................................................7
4. Кобальт...............................................................................................8
5. Магний................................................................................................9
6. Марганец...........................................................................................10
7. Цинк...................................................................................................11
8. Медь...................................................................................................12
9. Хром...................................................................................................13
10.Селен.................................................................................................14
11. Ванадий............................................................................................16
12. Никель..............................................................................................17
13. Кадмий.............................................................................................17
14. Молибден.........................................................................................18
Заключение……………………………………………………………19
Список литературы…………………………………………………...20
Введение.Всем известно, что дефицит витаминов в ежедневном рационе приводит к развитию различных заболеваний. Но чтобы всегда быть бодрым и полным сил, нужно подкармливать организм не только витаминами, но и микроэлементами.
Микроэлементы – это химические соединения, которые содержатся в организме в низких концентрациях – отсюда и их название.
Минеральным веществам принадлежит важнейшая роль в поддержании нормальной жизнедеятельности человеческого организма. Они входят в состав твердых и мягких тканей, крови, лимфы, желчи, пищеварительных соков и др. С обменом минеральных веществ связаны плотность костей, кислотно-щелочное равновесие организма, вязкость и обеспечение постоянства состава лимфы, желчи, мочи, образование пищеварительных соков и ферментов, биосинтез гормонов.
Недостаточное или, наоборот, избыточное содержание тех или иных минеральных веществ может приводить к серьезным отклонениям в функционировании различных органов. Этим фактором непосредственно определяются некоторые психические особенности человека. Им обусловлены и многие заболевания. Поскольку минеральные вещества поступают в организм человека в основном с питанием, последнему принадлежит решающая роль в поддержании нашего здоровья.
Одни минералы нужны нашему организму в больших количествах. Их суточная норма измеряется граммами. Это макроэлементы. К ним принадлежат калий (3 г), кальций (1 г), фосфор (1,5 г), натрий (2-4 г), хлор (2,4 г), сера (1,5 г), кремний (0,5 г). Минеральные вещества, суточная потребность в которых измеряется миллиграммами, относят к микроэлементам. К ним принадлежат алюминий (50 мг), селен (30 мг), железо (10- 25 мг), цинк (10-15 мг), марганец (3-5 мг), медь (2-3 мг), а также олово, серебро, золото, мышьяк, кобальт, молибден, фтор, хром, йод, графит и другие.
Микроэлементы являются составной частью гормонов и витаминов. Баланс микроэлементов в организме поддерживается в основном за счет поступления их с растительными продуктами. В последних проявляется тесная связь между живой и неживой природой. Растения постоянно всасывают минеральные соли из почвы и затем, включая их в цикл биохимических процессов собственного организма, своеобразно перерабатывают их — прежде всего освобождают от балластных соединений, превращая в легко усваиваемую форму. Таким образом, посредством приема растительной пищи в организм человека поступают необходимые вещества, близкие ему по природе. Именно поэтому они усваиваются гораздо лучше, чем чистые химические вещества, содержащиеся, например, в минеральных водах.
На современном этапе актуальность проблемы микроэлементов возросла в связи с нарастающим загрязнением среды такими химическими элементами, как свинец, фтор, мышьяк, кадмий, ртуть, марганец, молибден, цинк и другие. Токсические вещества в процессе технологической переработки с газообразными, жидкими и твердыми промышленными отходами попадают в атмосферный воздух, воду и почву, что способствует формированию в городах и промышленных комплексах искусственных биогеохимических провинций. В связи с этим нарастает содержание многих химических элементов в воздухе, почве, природных водах, организме животных и растениях, используемых населением в качестве продуктов питания.
Каждый микроэлемент имеет свое назначение, то есть выполняет в организме человека определенную физиологическую функцию, наиболее важные микроэлементы будут рассмотрены в данной работе.
1. Значение микроэлементов в жизни человека.Термин "микроэлементы" получил особое распространение в медицинской, биологической и сельскохозяйственной научной литературе в середине XX века.
Микроэлементы - необходимые для жизни неорганические вещества, присутствующие в организме человека и животных в малых концентрациях, принимающие участие в клеточном и энергетическом метаболизме. Микроэлементы действуют как ферменты и коферменты в регуляции химических реакций. Суточная потребность в них выражается в миллиграммах или долях миллиграмма. В организм растений поступают из почвы, в организм животных и человека - с пищей.
Медики выяснили, что многие болезни связаны с недостаточностью поступления и содержания в организме определенных макро- и микроэлементов. Микроэлементы - это компоненты закономерно существующей очень древней и сложной физиологической системы, участвующей в регулировании жизненных функций организма на всех стадиях его развития.
Роль микроэлементов - обеспечивают жизненные функции организма человека. Микроэлементы участвуют во всех биохимических процессах. Необходимые микроэлементы - железо, йод, медь, цинк, кобальт, хром, молибден, никель, ванадий, селен, марганец, мышьяк, фтор, кремний, литий - влияют на рост и развитие, на процессы оплодотворения, дыхания, кроветворения, иммуногенеза, словом на деятельность всех морфофизиологических систем.
Так как микроэлементы необходимы при строительстве всех тканей человека и являются незаменимыми участниками обмена веществ, составной частью жизненно важных витаминов, необычайно важен их баланс в организме человека. Дефицит, избыток или дисбаланс микроэлементов вызывает многие патологические процессы.
Индивидуальная особенность человеческого организма заключается в его чувствительности (предрасположенности) к действию того или иного микроэлемента. Знание этих особенностей дает человеку мощное оружие управления собственным здоровьем.
Каждый микроэлемент имеет свое назначение, то есть выполняет в организме человека определенную физиологическую функцию. Некоторые из них тесно связаны между собой, и их обмен не может нормально протекать друг без друга. Например, ионы кальция участвуют в построении костной ткани только совместно с фосфором.
1 2 3 4 5 6nashaucheba.ru
Микроэлементы
Для обеспечения оптимального режима питания растений их кроме микроэлементов (азот, фосфор, калий) необходимы микроэлементы с определенным приближением модная считать, что к микроэлементам относятся химические элементы, как в растениях содержатся в количествах от тысячных до десятитысячных долей процента.
Несмотря на чрезвычайно малое содержание микроэлементов в растениях, роль их очень велика: под действием микроудобрений повышается содержание хлорофилла в листьях, возрастает интенсивность фотосинтеза, усиливается деятельность ферментативного комплекса, улучшается дыхание растений, повышается их устойчивость к болезням.
Недостаток микроэлементов для питания растений пополняют внесением в почву или нанесением на семена или вегетативные органы растений микроудобрений.
К микроэлементам относят Mn, Fe, Co, Cu, Zn, B, Mo, V, Os, иногда Li, Ag, Ni. Согласно этому микроудобрения принято делить на марганцевые, медные, цинковые, борные, молибденовые и др..
По агрегатному состоянию они бывают твердые жидкие. Твердые микроудобрения согласно их растворимости бывают водорастворимыми, растворимыми в органических (лимонной, оцтовий_ и минеральных кислотах).
Применяют микроудобрения с учетом их городу в почве, сортогенетичних особенностей культур, способа внесения удобрения.
Кроме того, следует учитывать, что почти все микроудобрения, которые производятся на основе природного сырья, содержат примеси микроэлементов.
Борне микроудобрения представлены солями борной (Н3ВО3) или тетраборнои (Н2В4О7) кислоты, которые используются как индивидуальные соединения или входят в состав микроудобрений.
Кроме того, для сельскохозяйственных нужд пригодны такие соединения бора, как буря - Na2B4O7-10h3O; сырые Борат руды - борацит и гидроборациты, борнодатолитове муку; отходы химической промышленности - осажденный борат магния и Борат шлаки.
Широкое распространение получили борнодатолитове муку и осажденный борат магния, содержащий 1,3-1,5% бора и 18-20% магния в усваиваемой растениями форму, их вносят в почву до посева из такого расчета: под лен - 30 -35 кг /га, под сахарную свеклу, кормовые корнеплоды, овощные и плодово-ягодные культуры - 50-60 кг /га под вспашку или культивацию и в строки во время сева 15-20 кг /га. Во огурцы, землянику и вишни нормы внесения борных удобрений уменьшают вдвое.
Борне удобрения можно использовать для внекорневой подкормки.
марганцевые микроудобрения. В почве марганец входит в состав различных соединений, где его степень окисления составляет +2, +3, +4. однако доступен для растений только Mn2 +. При кислой реакции почвы, плохой его аэрации доля марганца (II) увеличивается и может достигать токсичного пределы. Многие микроорганизмы окисляют Mn (II) в Mn (IV) и поэтому нехватка подвижного марганца проявляется в щелочных, нейтральных и богатых органическими веществами почвах, а также в почвах после известкования.
Ионы кальция, железа, магния конкурируют с ионами марганца и могут препятствовать поступлению последних в растения. Марганец активирует ферменты, особенно при фосфорилирования. Участвует в различных окислительно-восстановительных реакция, благодаря способности передавать электроны путем изменения своих степеней окисления. Марганец - участник углеводного и белкового синтезов в растениях.
Недостаток марганца проявляется на молодых листьях (хлороз, бурая пятнистость, быстрое отмирание листьев.
Марганецьмисни удобрения, производимые в СНГ: суперфосфат простой, нитроаммофоска, аммофос, сульфат аммония технический, шлаки фосфатных заводов и заводов ферросплавов.
Основные типы марганецсодержащих удобрений, производимых за рубежом: односторонние - водорастворимые (сульфат марганца, хлорид марганца, комплексонаты марганца, полифлавониды марганца, метоксифенилпропан марганца, двойной суперфосфат марганецсодержащих) цитраторозчинни (оксид марганца, карбонат карбонат марганца) сложные ( NPK 12-24-18, NPK 6-12-12, NPK 16-16-16, NPK 18-46).
В сельскохозяйственной практике, кроме марганцевых микроудобрений, производимых промышленностью, применяются как марганецсодержащих соединения отходы металлургической промышленности. Частности марганцевые шлаки. Эти удобрения вносятся под зяблевую вспашку в норме 1,5-4 ц /га и при подкормке в норме 0,3-0,75 ц /га.
Молибденовые удобрения. Соединения молибдена доступные для растений только в виде молибдатов (МоО42-). Эти ионы адсорбируются гумусовыми веществами, глинистыми минералами, гидроксидами железа ат алюминия, что приводит к возникновению дефицита подвижного молибдена в почвах.
С повышением рН почвенного раствора доступность молибдена для растений растет.
Молибден влияет на процессы восстановления нитратов и биосинтез аминокислот, участвует в углеводном обмене, синтезе витаминов и хлорофилла. Растения поглощают молибдат-ионы через корни или листья. Фосфат-ионы способствуют поглощению молибдена, а сера блокирует его поступления в растение ..
Молибден является составной частью ферментов гидрогеназы, альдегид оксидазы и нитроредуктазы. Поэтому при его нехватке в растении накапливается нитратный азот, который вреден для животных.
Для устранения недостатка молибдена в почве рекомендуют раз в 3-5 года вносить молибденовые удобрения из расчета 0,5-3,0 кг Мо /га.
Основные виды молибденовых удобрений: молибдат аммония (Na2MoO4 * 2h3O), молибдат аммония ((Nh5) 2MoO4 или (Nh5) 6Mo7O24 * nh3O), оксид молибдена (VI) (MoO3), суперфосфат гранулированный молибденовмисний ((Nh5) 6Mo7O24) , нитроаммофоска молибденовмисна (17-17-17-0,5) (Nh5) 6Mo7O24).
Медные микроудобрения. В почве медь преимущественно входит в состав двухвалентных соединений. Медь в почвах связана с органическими веществами, адсорбированными почвенными коллоидами, входит в состав грунтовых минералов или нерастворимых солей фосфорной и угольной кислот. В почвах тяжелого механического состава содержание меди всегда больше, чем в почвах легкого механического состава. Недостаток меди оказывается на карбонатных почвах с высоким содержанием органического вещества и на почвах, образовавшихся на бедной медь материнской породе.
В растениях медь является составной частью ферментов окидазы, пероксидазы, полифенолоксидазы, цитохром оксидазы. При недостатке меди нарушается переход растений в репродуктивную фазу развития. Растения. Что испытывают недостаток меди, вянут, становятся бледно-зелеными, сильно кустятся (вследствие отмирания точки роста), кончики листьев белеют.
Медь содержащие удобрения: аммофос с апатита, с фосфоритов Каратау, суперфосфат, двойной суперфосфат, хлорид калия, сульфат меди, пиритные огарки.
Колчеданные (пиритные) огарки - это отходы сернокислотного и бумажно-целлюлозного производства, содержат 0,3-1% меди и небольшое количество марганца, кобальта, цинка. Вносят удобрения в количестве 5-6 ц /га.
Медный купорос (сульфат меди) содержит около 25% меди, используется для предпосевной обработки семян и внекорневой подкормки растений. Медный купорос можно использовать для обпудривания семян одновременно с протравливанием.
Медь содержащие удобрения характеризуются высокой последействием, поэтому их рекомендуют вносить раз в 5-8 лет, то есть раз или два за ротацию севооборота, прежде всего под яровые культуры.
Цинковые микроудобрения. Содержание подвижного цинка в почвенном растворе низкий по причине того, что он прочно адсорбируется почвенными коллоидами как в катионной (Zn2 +), так и в анионной формах ([Zn (OH) 4] 2 -).
Цинк является составной частью ферментов карбоангидразы, экзопептидаза, глутамат-и лактатдегидрогеназы. Недостаток цинка приводит замедление синтеза триптофана, образование ростовых веществ, что приводит к карликового роста, деформации плодов, листьев и стеблей, розетковости плодовых.
цинксодержащие удобрения: аммофос из апатитового концентрата, из фосфоритов Каратау, суперфосфат двойной гранулированный, сульфат цинка, нитроаммофос.
Цинковые удобрения используют при основном внесении, в рядки при подкормке растений, для предпосевной обработки семян, внекорневой подкормки растений.
В засушливых условиях цинковые микроудобрения эффективны, чем другие микроудобрения, связано со свойством цинка способствовать накоплению органических кислот, которые повышают устойчивость растений против суховеев.
Кобальтовые и йодидни удобрения.
Кобальт в растительном организме играет ряд специфических и неспецифических функций. Стимулирующее действие кобальта на рост, развитие и азотфиксации у бобовых растений появляются преимущественно в условиях симбиоза с клубеньковыми бактериями. Недостаток кобальта в кормах приводит к нарушению обмена веществ в животном организме.
Кобальтовые микроудобрения или кобальтовмисни микроудобрения в СНГ промышленностью не выпускаются. Для нужд сельского хозяйства используют технические или реактивные соли кобальта - CoSO4 * 7h3O, из которых готовят растворы для намачивания семян (0,01-0,05%) или для внекорневой подкормки (0,05% и из расчета 100 л /га ).
Роль йода для жизнедеятельности растений четко не установлена. Известно, что он входит в состав свободных аминокислот и соответственно белков.
Требуют йода и животные, особенно при их кормлении ботвой, где содержится много кальция, избыток которого вызывает гиперфункции щитовидной железы.
Дефицит йода в почве компенсируют внесением удобрений, среди которых известно применение йодида Калю КИ и смеси йодида и йодата калия КИО3, получаемой взаимодействием иода с гидроксидом или карбонатом калия.
Микроэлементы и микроудобрения не только способствуют увеличению урожая растений, но и улучшают качество сельскохозяйственной продукции. Поэтому усилия ученых направлены на поиск новых видов и форм микроудобрений, которые проявляют эффективное действие при минимальных концентрациях металла - микроэлемента, который используется. Это обусловлено тем, что большинство микроэлементов - тяжелые металлы, яки при определенных концентраций токсичны для живых организмов.
ogorod.net
