Важливу роль в житті рослин грають метали. Для з’ясування в яких життєво важливих процесах вони беруть участь і як це проходить звернемося до книги „Карбонатный хлороз и хелатные удобрения‟ [1].
Фото 1. Верхівка пагона винограду з хлорозом
Метали, що відносяться до 1-ї групи перехідних елементів (марганець, залізо, кобальт, мідь, цинк), необхідні живим організмам для здійснення їх основних біологічних функцій. Вони постійно містяться в складі їх тканин у певних кількостях. Для деяких груп рослин потрібен також молібден. Умови його розчинності і доступності для рослин значно відрізняються від умов розчинності заліза і близьких до нього металів.
З усіх металів, що є в тканинах рослин, залізо є в найбільших кількостях. Так, в листях вміст заліза досягає сотих часток відсотка, за ним слідує марганець, концентрація цинку виражається вже в тисячних долях, а вміст міді не перевищує десятитисячних відсотка; ще менше молібдену, його в тканинах рослин міститься в межах стотисячних відсотка; концентрація кобальту за звичай ще нижча.
Залізо входить в органічні з’єднання, що беруть участь в протіканні біохімічних процесів при диханні і фотосинтезу. Це пояснюється дуже високим ступенем їх каталітичних властивостей. Залізо в неорганічній формі також здатне каталізувати багато біохімічних реакцій.
Фото 2. Коронка пагона винограду Адмірал без хлорозу
Фото 3. Листок винограду Адмірал без хлорозу
Так по підрахункам академіка А. И. Опаріна, каталітична дія 1 мг заліза, що знаходиться в складі ферменту каталази, відповідає каталітичній дії 10 т неорганічного заліза. При входженні в склад органічної молекули каталітичні властивості заліза збільшуються в мільйони разів.
Каталітична здатність заліза в значному ступені пов’язана з його здатністю міняти валентність. Співвідношення між двох- і трьохвалентним залізом в органах рослин і грунті залежить від реакціє середовища і ступеня її аэробности. Атом заліза окисляється і відновлюється порівняння легко, тому багато з’єднань заліза є переносниками електронів в біохімічних процесах.
Фотосинтез – це основна біологічна функція рослин на земній кулі. При здійсненні фотосинтезу за рахунок енергії сонячного світла відбувається асиміляція вуглекислоти з утвореннями різних органічних з’єднань.
Процес фотосинтезу має світлову і темнову фази. Світлова фаза починається з поглинання кванту світла хлорофілом і його збудження. Збуджені світлом молекули хлорофілу віддають електрони для утворення первинних відновлених продуктів фотосинтезу.
Одним із проміжних речовин, які беруть обов’язкову участь в переносі електронів від хлорофілу, є залізовмісний білок ферредоксин, який відрізняється дуже низьким окислюваьно-відновлювальним потенціалом. Без його участі не можуть утворюватися первині продукти, які необхідні в темновій фазі фотосинтезу для недопущення вуглекислоти в основні органічні речовини – цукри, білки, жири.
Для того щоб процес ішов безперервно, хлорофіл після віддачі електрону повинен вернутися в початковий стан. Це відбувається за допомогою других молекул хлорофілу, які відбирають електрони y води в процесі її розкладу. Електрони води можуть достигнути перших молекул хлорофілу, тільки пройшовши через відповідні передаточні ступені, якими знову-таки є залізовмісні білки, але вже іншого складу і властивостей, які називаються цитохромами.
В деяких випадках роль одного із цитохромів виконує білок що вмістить мідь – пластоціанін, в якому і полягає роль міді в фотосинтетичному процесі. В розкладі води і використання її в якості джерела електронів приймають безпосередню участь органічні з’єднання, що містять марганець.
В основі реакцій, що відбуваються при диханні рослин, так як і при фотосинтезі лежить процес переносу електронів. Для того щоб організм міг використовувати енергію, акумульовану в органічних речовинах, останні повинні бути окислені, тобто повинен здійснитися процес відбирання електрона і послідовного його переносу на кисень повітря. Процес цей здійснюється ферментами, що вмістять залізо – дегідрогеназами, в ньому також приймають участь декілька цитохромів і комплексний фермент цитохромоксидаза, який містить залізо і мідь,.
Таким чином, без металовмісних комплексних органічних з’єднань, серед яких ведуча роль належить з’єднанням заліза, не може здійснюватися ні фотосинтез, ні дихання. Однак цим не обмежується біологічна роль заліза і других металів в рослинах. Відомі десятки ферментів, що беруть участь в самих різних реакціях обміну речовин рослин, які є металовмісними білками. Наприклад, каталаза и пероксидаза, до складу яких входить залізо, поліфенолоксидаза, яка містить в собі мідь, цинкові дегідрогенази і ряд інших.
Залізо, мідь, цинк, марганець наряду з лужноземельними металами кальцієм і магнієм входять до складу дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК и PНK). В цьому випадку метали виконують функцію підтримки певної структурної організації упаковки) молекул цих кислот.
Залізу належить, крім того, особа функція, а саме неодмінна участь в біосинтезі хлорофілу.
Хлорофіл – органічна речовина зі вмістом магнію – не може утворюватися без заліза. Тому люба умова, що обмежує доступність заліза рослинам, буде призводити до зникненню зеленої окраски листя, тобто до ХЛОРОЗУ. Хлороз нерозривно пов'язаний з порушеннями ультраструктурної організації самих органів фотосинтезу – хлоропластів.
Хлоропласта представляє собою тільця розміром в декілька мікронів, що містяться у всіх зелених клітках рослин. Хлорофіл в них розподілений нерівномірно, він зосереджений в особливих дископодібних утворень – мембранах, укладених подібно монетам в стопки, котрі називаються гранами. При порушенні біосинтезу хлорофілу і зниженні його концентрації зменшується кількість дисків (мембран) в гранах, порушуються зв’язки між гранами, і руйнується вся система ультраструктурної організації хлоропластів.
При хлорозі, тобто недостачі хлорофілу і руйнуванні хлоропластів, процес фотосинтезу протікати нормально не може. Цьому сприяє і недостача ферредоксину і цитохромів. Порушується процес дихання.
При порушенні і ослабленні фотосинтезу і дихання внаслідок недостатнього утворення органічних речовин, із яких будується організм рослини, і дефіцит енергетичних резервів виникає загальний розлад обміну речовин рослин. Тому при гострій недостачі заліза неминуче наступає гибель рослини. У дерев і кущів зелена окраска листя на вершках зникає повністю, вони стають майже білими, поступово усихають. Такі рослини уже трудно вилікувати від захворювань, і часто в садах і на виноградниках дерева і кущі, що захворіли хлорозом, викорчовують.
Як бачимо залізо, і інші метали грають важливу роль в житті рослин і винограду зокрема. Тому при вирощуванні винограду треба не допускати появи „залізного ‟ хлорозу, першою ознакою якого є пожовтіння листя.
Джерела:
1. Л. К. Остров¬ская, Г.М., Макарова, Г.М. Яковенко „Карбонатный хлороз и хелатные удобрения‟, «Урожай», 1973 г.
2. Г. Ванек, В.Н. Корчагин, Л.Г. Тер-Симонян. „Атлас болезней и вредителей плодовых, ягодных, овощных культур и винограда‟. „Природа‟, издательство книг и журналов, Братислава, ВО „АГРОПРОМИЗДАТ‟, Москва, 1989 г.
Рекомендую також подивитися наступні публікації:
Комментариев нет:
Отправить комментарий