Микроэлементтердің өсімдіктер тіршілігіндегі маңызы

Өсімдіктер үшін микроэлементтердің де өте зор маңызы бар. Микроэлементтерді өмірге әкелген де өсімдіктің өзі. Микроэлементтер туралы алғашқы зерттеулерді геохимия ғылымының негізін салған В. И. Вернадский сонау 1918-1919 жылдардан-ақ бастаған бөлатын. Бүгінгі ғылым өсімдікте де, тірі организмде де Менделеев кестесінің элементтері түгелдей дерлік бар деп есептейді. Ғылыми жаңалық өмір талабынан, дәуір дәрежесінен туады. Соның бір куәсі микроэлементтер. Акад. В.И.Вернадский организмдердің химиялық құрамы жер қыртысының химиялық құрамымен тығыз байналысты екендігін көрсетті. Жер қыртысындағы элементтердің барлығы дерлік өсімдіктерде ұшырасады. Топырақтың құрамында кездесетін макроэлементтермен қатар, микроэлементтер де өсімдіктің өсуі мен дамуында маңызды рөл атқарады. Өйткені олар өсімдіктер организмінде әртүрлі органикалық заттармен қосылады, осының нәтижесінде олардың физиологиялық активтігі әлденеше есе артады.

Микроэлементтердің зор физиологиялық маңызы оларды зерттеуге көпшіліктің назарын аударды. Соның нәтижесінде осы кездегі ғылыми әдебиетте микроэлементтерге арналған көптеген еңбектер жарық көрді. Микроэлементтердің негізгі физиологиялық-биохимиялық қасиеттерін Я. В. Пейве, М. Я. Школьник, П. А. Власюк, О. К. Кедров-Зихман, ал Қазақстан жерінде П. Р. Загриценко, Ж. Қалекенов, Қ. Кенжеев және т.б. көрсетті. Микроэлементтердің өсімдіктерге қажеттілігін білу үшін өсімдіктерді дистилденген суы бар шыны ыдыстарда өсіріп, тәжірибелер жүргізуге болады.

Борды өсімдіктер анион түрінде сіңіреді, ол түрлі реакцияларға қатысады. Бор клеткаларға біркелкі бөлініп таралмаған, Ол митохондриялар мен рибосомдарда өте аз, ал ядрода, пластидтер мен қабықшада көбірек кездеседі. Қүрамында гидроксил тобы бар немесе гидроксил тобын түзе алатын әртүрлі заттармен бордың комплексті түрақты қосылыс түзе алу қабілеті өсімдіктердің зат алмасу процесі үшін және физиологиялық процестердің бүкіл барысы үшін маңызды қасиет болып табылады. Пиридоксин, рибофлавин, рибофлавинфосфат, НАД, аденозин сияқты биологиялық маңызды заттар бормен берік қосылыс түзеді. Бұл заттардың бормен комплекс түзуі, олардың бастапқы қасиеттерін, сондай-ақ химиялық активтілігін де өзгертеді. Мысалы, олардың оптикалық активтілігі, ерігіштігі өзгереді.

Бор өсімдіктердегі су алмасу процесіне әсер етеді. Оның әсер етуі нәтижесінде плазма коллоидтарының гидратациясы кеміп, транспирация қарқыны мен суды сіңіру жылдамдығы баяулайды. Сонымен қатар өсімдіктерде бордың болмауы су үстаушы күштердің күшеюіне әкеп соғады, өйткені қанттар мен коллоидтардың концентрациясы артып, осмос қысымы жоғарылайды. Бор жетіспеген жағдайда қант қызылшасының әуелі тамыры мен жапырағының өсуі тоқталады, кейіннен тамыр өзегі шіріп, ауруға шалдығады. Бордың жетіспеушілік әсерінен зығыр, темекі, сора, күнбағыс сияқты өсімдіктерде патологиялық өзгерістер пайда болады. Бор сондай-ақ кейбір астық тұқымдас дақылдарға да /жүгері, арпа, күріш/ өте қажет. Ал бидай мен сұлыға бор онша әсер етпейді.

Бордың жетіспеуінен өсімдіктің өсу нүктесі өліп, меристемалық клеткалардың бөлінуі тоқталып, өткізгіш ұлпалардың өткізу қасиеті бұзылып, осының нәтижесінде өсімдіктің синтетикалық процесі бұзылады. Бор жетіспеген жағдайда глюкозаның фосфорлы эфирінің пайда болуы, АТФ-тың синтезделуі нашарлайтындығы байқалған. Профессор М. Я.Школьник пен оның шәкірттерінің пікірінше, бордың зат алмасуға тигізетін әсері оның өсімдік тамырын оттегімен жабдықтауға дұрыс әсер ететіндігіне байланысты. Бор өсімдіктің минералды заттармен қоректенуіне де әсер етеді. Бор жоқ жағдайда өсімдік топырақтан керекті мөлшерде кальцийді қабылдай алмайды. Бор клетка қабықшасында пектиннің, целлюлоза мен лигниннің жиналуына әсер етеді. Сондықтан клетка қабықшасының созылуы және жуандау процесі орындалатын кезеңдері қалыпты өте алмайды.

Ауылшаруашылық өсімдіктерінің өнімділігін арттыруда мыстың атқаратын рөлі өте зор. Мыс өсімдіктің тыныс алуына, фотосинтезге, азот алмасуы мен хлорофилл синтезіне әсер етеді. Құрамында мыс кездесетін немесе мыспен активтелетін көптеген ферменттер белгілі. Өсімдіктерде кең таралған полифенолоксидаза және аскорбатоксидаза ферменттері жақсы зерттелген. Бұл екі ферменттің де құрамында мыс бар. Картоп түйнегі мен саңырауқұлақ мицелийінен бөлініп алынған полифенолоксидаза ферментінің құрамында тазартудан соң 0,2-0,3% мыс болған. Аскорбатоксидаза аскорбин қышқылын тотықтарғанда оның құрамындағы мыстың валенттілігі өзгереді. Тыныс алу процесіне қатысып, электронды тасымалдайтын цитохромоксидаза ферментінің құрамында да мыс болады.

Өсімдіктердің жапырағында кездесетін барлық мыстың 75%-ға дейінгі мөлшері хлоропластарға шоғырланған. Мұнда мыс цитохромоксидаза ферментінің, сондай-ақ таяуда ашылған пластоцианин затының құрамында кездеседі. Пластоцианин дегеніміз көкшіл түсті белок, оның бір молекуласында мыстың екі атомы болады. Пластоцианиндегі мыстың жалпы мөлшері 0,58%, ол алғаш хлорелла клеткасынан табылған. Пластоцианин әсіресе ақжелкен, асжапырақ, сәбіз, турнепс, капуста жапырақтарында көп мөлшерде кездеседі. Пластоцианин мұнда фотосинтез процесін жүргізетін органдардан ғана табылды. Мыс жетіспеушілігі кезінде фотосинтез қарқыны кемиді. Бұл элемент хлорофилл синтезіне эсер етеді. Мыс жеткіліксіз болғанда жапырақтың жасыл түсі көкшіл-жасыл түске ауысады да, бүдан соң жапырақ жүйкелерінің арасында түссіз дақтар пайда болады. Мұндай жағдайда пластидтер біртіндеп бүзыла бастайды және клетканың бір үшына шоғырланады. Мыс жетіспеушілігі кезіндегі хлороз ауруы осылайша байқалады. Әртүрлі өсімдіктер жапырақтарына мыс тұзының ерітіндісін бүріккенде хлорофиллдің мөлшері артады. Қант қызылшасы мен картоп жапырақтары мыстың жетіспеушілігін өте сезгіш болады. Сонымен қатар, бүл элемент мөлшерінің артық болуы хлорофиллдің мөлшерін азайта отырып, өсімдіктерге зиянды әсер етеді.

Азот алмасуында да мыстың атқаратын рөлі ерекше. Бұл элемент белоктың және басқа да азотты қосылыстардың мөлшеріне теріс әсер етеді. Мыс белокты ыдырататын протеаза ферментін активтендіреді, сондықтан белоктың мөлшері азаяды. Өсімдіктер мыс жетіспеушілігінен, әсіресе, шымтезекті-батпақты жерлерде көп зардап шегеді. Мұндай топырақты жерлерде өсірілетін сүлы және арпа сияқты дәнді дақылдар өте аз өнім береді. Мұның себебі батпақты жерлерде мыс жетіспейтіндігін О. К. Кедров — Зихман және Я.В.Пейве анықтады. Осындай топыраққа мыстың аздаған мөлшерін енгізу арқылы астықтан мол өнім алуға болады. Қарабас шалғын, бетеге жэне басқа да осы сияқты көпжылдық шөптер бүл микроэлементті енгізгенде мол өнім береді.

Сөйтіп, мыс протеидті ферменттердің, яғни тотықтыру-тотықсыздандыру ферменттері қүрамына кіреді, сондықтан оның тіршілік процесінде маңызы зор. Протеидті ферменттер өсімдіктің тыныс алу процесінің аяққы саласы сутегін оттегімен тотықтыру реакциясын катализдендіреді. Бұл ферменттердің әсерімен фотосинтез процесінің алғашқы, күн сәулесінің әсерінсіз жүретін фазасы өтеді. Көп ұзамай жоғары сатыдағы өсімдіктердің өсуі үшін мырыштың қажет екендігі анықталды. Ол әсіресе хлорофиллге бай мүшелерде көп болады. Мысалы, сұлы жапырағында, ондағы мырыштың жалпы мөлшерінің 20-30%-ы кездеседі. Құрамында мырыш элементі мол топырақты жерлерде өсетін өсімдіктерде бұл микроэлемент ерекше көп болады. Мырыш жетіспеушілігі ең алдымен өсімдіктің өсуіне әсер етеді, мұндай жағдайда буын аралықтарының өсуі тоқтап, өсімдік аласа болып қалады, сондай-ақ жапырақ мезофилі де өзгереді. Мырыш жеткіліксіз болған жағдайда өсімдіктерде судың мөлшері кеміп, осмос қысымы артады. Мырыш жетіспеген кезде, әсіресе, жеміс ағаш өсімдіктері ауруға көп шалдығады. Мысалы, тунга ағашының қола ауруына, цитрусты өсімдіктердің, сүйекті жеміс ағаштарының жапырақтары мен жемістерінің беттері сарыдақтанып шұбарлануы, жапырағының көлемінің кішіреюі, жемістерінің пішінінің бұзылып, майдалануы байқалады. Мырыш жетіспеушілігі көмірсу, фосфор және белок алмасуына әсер етеді. Мырыштың бұлайша әсер етуі ферменттік системаларға байланысты. Ол системаларда мырыш ферменттің құрамдас бөлігі болып, онымен берік байланысады немесе активатор болып табылады. Өсімдіктерде көп кездесетін карбоангидраза, карбоксипептидаза ферменті мен сілтілік фосфатазаның құрамында белокпен берік байланысқан мырыш болады. Сонымен қатар, ол қышқыл фосфатазаның, энолазаның, альдолаза мен гексокиназаның және триозофосфатдегидрогеназаның активаторы бола алады. Сондықтан мырыштың жетіспеушілігі тыныс алу процесінде глюкозаның өзгеріске ұшырауын тежейді, сөйтіп өсімдік клеткаларында анорганикалық фосфор жиналады. Мырыш жетіспеушілігі кезінде анорганикалық фосфордың жиналуын, оның гексокиназаны активтендіретінін және митохондрияларға шоғырланатынын орыс ғалымдары бақылаған. Осы мәліметтердің негізінде мырыштың тотықтыра фосфорлау процесіне қатысатындығы жөніндегі қорытынды жасалды. Көптеген ферменттердің мырышқа тәуелділігі белок синтезіне де әсер етеді.

Марганец ферменттердің құрамына енбегенмен, бірақ активатор ретінде оның болуы көптеген ферменттер үшін қажет. Марганец жетіспеген жағдайда өсімдіктердің жапырақтарының ұшы мен шетінің сарғайғанын байқауға болады. Марганец пен оттегі жетіспеген кезде өсімдік өскен жерде Са /N03/2 қанша мол болса да азотты ашығуы байқалады. Ал бұл микроэлементті бергенде өсімдікте азот, оттегі жетіспеушілігі жойылады.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *