Биологически-активные вещества в растениях

 горчичное, крамбе, рапсовое.

Микроэлементы

 

Вещества, которые совместно с витаминами участвуют в жизненно важных процессах, происходящих в организме растений. Они содержатся в растениях в ничтожно малых количествах. Многие из них имеют сходное влияние.

Бор, медь и цинк транспортируют продукты фотосинтеза между органами растения.

Бор, алюминий, марганец, кобальт, цинк и медь - удерживают влагу в растениях, препятствуя чрезмерному испарению, повышают засухоустойчивость растений.

Бор наиболее необходим для образования пыльцы у цветков и появления семян. При его недостатке опадают не раскрытые бутоны и почки. Специфическая роль бора ярко выражена у представителей семейства маревых, крестоцветных, цитрусовых. Его отсутствие в этих растениях вызывает отмирание точек роста.

Железо, медь и  цинк необходимы для образования ферментов. При недостатке железа возникает хлороз у цитрусовых - пожелтение листовых пластинок у основания прожилок, тогда как жилки остаются зелёными. Отсутствие марганца, меди, серы и калия так же приводят к хлорозу.

Медь входит в состав ферментов. Недостаток её плохо сказывается на плодообразовании - завязывании семян. Медь так же способствует усвоению растением цинка, марганца и бора. Медь укрепляет растения, спасает в жару и холод.

Недостаток цинка приводит к заболеваниям растений - листья становятся мелкими, появляются жёлтые пятна, цветки и плоды уродливо деформируются, мельчают.

Марганец необходим для активизации многих ферментов. Недостаток марганца препятствует усвояемости азота. Марганец стимулирует дыхание, спасает в жаркое время суток.

Недостаток молибдена отрицательно сказывается на состоянии листьев - они теряют тургор, тускнеют, нарушается водный обмен в растениях. Молибден желанный элемент у растений, культивируемых в кислых почвах - торфяных и дерновоподзолистых.

 

Кальций

 

Ca, химический элемент. Относится к щелочноземельным металлам. Химически очень активен; при обычной температуре легко окисляется на воздухе.

Кальций очень важен для  растений. Он влияет на обмен углеводов  и белковых веществ. Потребность  в кальции проявляется в самые  ранние сроки роста, он необходим  для построения растения. Отсутствие кальция подавляет переработку  и усвоение запасных питательных  веществ (крахмала, белков), которые  используются проростками, молодыми листьями и растущими побегами. Это может  привести к усыханию молодых растущих частей растения и затем к гибели всего растения.

Кальций принадлежит к числу необходимых элементов золы. Бесхлорофильные цветковые растения содержат кальция гораздо меньше, чем зеленые растения. Простейшие же незеленые растения (грибы) могут обходиться совершенно без кальция. С возрастом количество кальция в растениях постепенно увеличивается. Особенно резко наблюдается это в листьях. Некоторые растения особенно сильно нуждаются в кальции и поэтому составляют собой особую группу "известковых растений".

Кальций, регулирует водный баланс, связывает кислоты почвы, обеспечивает нормальные условия для  развития корневой системы растений, улучшает растворимость многих соединений в почве. Он способствует поглощению растениями важных элементов питания, влияет на доступность растениям  ряда макро- и микроэлементов. При  увеличении количества кальция в  почве возрастает поступление в  растение ионов аммония, молибдена, но снижается подвижность марганца, цинка, бора. Недостаток катионов кальция  в почве приводит к повышению  кислотности почвенного раствора (если только почва не засолена — не содержит избыток натрия). Повышенная кислотность  почвы ухудшает рост корней и их проницаемость. Это приводит к ухудшению  использования растениями питательных  веществ почвы и удобрений, снижению их устойчивости, выносливости и конкурентной способности ко всему комплексу  вредных организмов, особенно почвенных. Кислая реакция почвенного раствора ухудшает углеводный и белковый обмен  в растениях, ослабляя синтез белка. Количество небелковых форм азота возрастает. Подавляется процесс превращения  моносахаров в другие, более сложные органические соединения. Обмен веществ сдвигается в благоприятную сторону для фитопатогенов грибной природы. Болезни, вызываемыми грибными паразитами, обычно, более распространены на кислых почвах, чем на нейтральных. Известкование кислых почв приводит к существенному оздоровлению почвы от возбудителей фузариозных и пенициллезных гнилей, парши клубнелуковичных культур). Тем не менее, другие виды патогенов (ботритис и ризоктониоз) хорошо развиваются в нейтральной и слабощелочной среде.

Кроме выше сказанного кальций  участвует в других важных биохимических  процессах растения: способствует транспортировке  углеводов в растениях; укрепляет  стенки клеток и скрепление их друг с другом; способствуют развитию корневой системы; необходим для развития листьев; повышает устойчивость растений к некоторым заболеваниям; стимулирует  активность клубеньковых бактерий, фиксирующих  азот из воздуха.

Кальций улучшает механический состав почвы и, таким образом, улучшает ее воздухо- и водопроницаемость; способствуют образованию структуры (агрегатов) почвы. Кальций в растениях находится в форме солей пектиновой кислоты, сульфата, карбоната, фосфата и щавелевокислого кальция. Значительная часть его в растениях, 20–65%, растворима в воде, а остальное количество может быть извлечено из листьев при обработке слабыми кислотами.

Кальций поступает в растения в течение всего периода активного  роста. При наличии в растворе нитратного азота проникновение  его в растения усиливается, а  в присутствии аммиачного азота - снижается. Мешают поступлению кальция  ионы водорода и другие катионы при  высокой концентрации их в почвенном  растворе. Постепенно из почвы кальций  переходит в растения, а почва  обедняется. С возрастом количество его в растениях увеличивается. Различные растения отличаются по размерам потребления кальция. Бесхлорофилльные цветковые растения и пестролистные  употребляют его гораздо меньше, чем зеленые растения. Все злаки  характеризуются малым усвоением  кальция. А суккуленты, кактусы, бобовые  многолетние травы, пасленовые и  крестоцветные культуры более других потребляют этот элемент. Среди сельскохозяйственных растений много кальция выносят  из почвы капуста, люцерна и клевер. Но на сельхоз угодьях часть кальция, взятого растениями из почвы, через корма и подстилку попадает в навоз и с ним возвращается на участки. А в горшечных культурах он поступает вместе с новой почвой, при поливе или при подкормке растений. Растения, которые особенно сильно нуждаются в кальции, относят в особую группу - кальцефильные растения, они наиболее чувствительны к недостатку его в почве.

 Недостаток кальция  в почве приводит к деформации  клеток растений, слабому формированию  покровных тканей, обильному развитию  межклетников, которые слабо заполняются  лигнином. При недостатке кальция  замедляется рост корней, они  ослизняются и загнивают. Разложившиеся корни привлекают почвенных фитопатогенов и сапрофитов, являясь благоприятным субстратом для них. Признаки недостатка кальция проявляются прежде всего на молодых листьях: их рост тормозится, образуются мелкие листья неправильной формы, появляется хлоротичная пятнистость, копчики молодых листьев становятся белыми; края листьев закручиваются вниз, желтеют и преждевременно отмирают, срединные жилки листьев ломаются; при сильном голодании верхушка растения и цветоносы отмирают, стебли вырастают слабые. При кальциевом голодании по краям хлоротичных листьев может появляться буроватая окраска или коричневые некротические пятна. У многих луковичных без кальция формируется слабый, поникающий цветонос.

Следует не забывать, что  излишек кальция намного вреднее  его недостатка: он связывает соединения железа и делает их недоступными для  растения, приводит к нарушению усвоения азота, калия и бора, вызывая межжилковый хлороз листьев и появление светлых бесформенных пятен отмирающих тканей листа. От защелачивания почвы страдает большинство растений: у них отмирают корни, растения хиреют и могут погибнуть. Необходимо следить за поверхностью грунта; при появлении бело-бурых полос в маленьких горшках почву меняют полностью, а в больших можно убрать только верхний слой и досыпать торф. Кроме того, необходимо учитывать качество воды, используемой для полива: жесткая вода содержит много кальция, который, в отличие от других элементов, вносится в почву с каждым поливом. Поэтому лучше использовать для полива мягкую воду.

 

Каротиноиды

 

Группа природных пигментов  желтого и оранжевого цвета. По химической природе - изопреноиды; ненасыщенные углеводы (каротины) или их окисленные производные (ксантофиллы). Синтезируются некоторыми микроорганизмами и всеми растениями, в клетках которых участвуют в фотосинтезе и процессах, связанных с поглощением света (фототаксисы, фототропизмы и др.). Обуславливают окраску плодов, осенней листвы, колоний ряда микробов.

Особенно много каротина содержат зеленые части растений (листья шпината), а также плоды  растений, которые имеют оранжевую  окраску (морковь, помидоры, перец, шиповник).

Уже тот факт, что каротиноиды всегда присутствуют в хлоропластах, позволяет считать, что они принимают участие в процессе фотосинтеза. Однако не отмечено ни одного случая, когда в отсутствие хлорофилла этот процесс осуществляется. В настоящее время установлено, что каротиноиды, поглощая определенные участки солнечного спектра, передают энергию этих лучей на молекулы хлорофилла. Тем самым они способствуют использованию лучей, которые хлорофиллом не поглощаются. Физиологическая роль каротиноидов не ограничивается их участием в передаче энергии на молекулы хлорофилла.

Имеются данные, что каротиноиды выполняют защитную функцию, предохраняя различные органические вещества, в первую очередь молекулы хлорофилла, от разрушения на свету в процессе фотоокисления. Ряд исследователей указывают, что каротиноиды играют определенную роль в половом процессе у растений. Известно, что в период цветения высших растений содержание каротиноидов в листьях уменьшается. Одновременно оно заметно растет в пыльниках, а также в лепестках цветков.

 

Крахмал

 

Запасной углевод растений; состоит из двух полисахаридов - амилозы и амилопектина, образованных остатками глюкозы.

Весьма распространенное в растительном царстве вещество. За исключением грибов, некоторых водорослей и очень немногих цветковых, (отсутствует: у красных, бурых, циaнoвыx, диатомовых водорослей, у немногих зеленых и немногих высших, преимущественно  однодольных растений, напр. у обыкновенного лука) крахмал встречается у всех остальных растений в большем или меньшем количестве. Особенно много его содержится в некоторых семенах, клубнях, луковицах, корневищах, в некоторых тканях ствола и корней - вообще в зимующих частях растения. Крахмал встречается исключительно в форме характерных зерен. В виде крахмала растение накопляет в запас органическое вещество, впоследствии утилизируемое им для дыхания, для построения новых целлюлозных оболочек и пр. Вообще образование и дальнейшие превращения крахмала составляют весьма существенные процессы растительной жизни. Крахмал образуется исключительно в живых клетках.

Наиболее богато крахмалом  зерно злаковых растений: риса (до 86 %), пшеницы (до 75 %), кукурузы (до 72 %), а  также клубни картофеля (до 24 %).

 

Кремний. Кремниевая кислота

 

Растения некоторых семейств (хвощевых, бурачниковых и злаков) в большом количестве извлекают из почвы кремниевую кислоту и откладывают ее в своих клеточных оболочках или цитоплазме. Дело в том, что некоторые ее соли (силикаты) растворимы в воде. А так как кремниевая кислота - необходимая составная часть и человеческого организма можно с помощью содержащих кремниевую кислоту трав добиться улучшения состояния этих органов.

Кремний абсолютно необходим  в жизни растений. В основном он накапливается в клеточных стенках, входя в состав внешнего одноклеточного панциря растений и животных. Кремний  в стенках клеток стеблей растений обеспечивает их механическую прочность. В золе хвоща полевого содержится до 70% кремния. Недостаток этого элемента ведет к торможению роста растений, к падению плодородия, а также  к увяданию листьев. Содержащийся в  листьях кремний оберегает растения от избыточной концентрации в них  железа и магния. Понижение уровня содержания кремния в окружающей среде ведет к торможению фотосинтеза, синтеза белка, хлорофилла, ДНК и  РНК. Кремний повышает невосприимчивость  растений к грибковым заболеваниям.

Наиболее богаты кремнием: хвощ полевой (содержит 60% Si), пикульник, горец птичий, пырей, крапива, мать-и-мачеха, осока песчаная. Из этих растений готовят настои или отвары.

 

 

Кумарин

 

Бесцветные кристаллы с запахом свежего сена. Применяют как душистое вещество (в парфюмерии и для ароматизации табака).

Кумарин широко распространен  в растительном мире.

Впервые это вещество было выделено еще в 1820 г. из бобов «тонко»  южноамериканского дерева, имеющего индийское название «кумаруна». Отсюда и название вещества, выделенного в виде бесцветных душистых кристаллов.

Производные кумарина широко распространены в растительном мире. Они найдены более чем в 200 видах, относящихся к 37 семействам.

Наиболее распространены они среди растений семейств сельдерейных, рутовых, бобовых, реже среди видов  семейств астровых, пасленовых, злаковых, каштановых, губоцветных, мареновых. В этих растениях кумарины представлены простыми оксикумаринами, реже гликозидами. В природе наиболее часто встречаются простые производные кумарина и фурокумарины.

Больше всего кумаринов  в корнях, коре и плодах.