Өсімдік тіршілігіндегі химиялық элементтердің физиологиялың ролі

Адам әдетте фотосинтез кемегімен өзіне киім-кешек, азық-түлік, дәрі-дәрмек, үй-жай, құрал-сайман жасайды. Адамға табиғаттың өзі берген керемет сыйы да міне, осында жатыр. Жер шарындағы тіршіліктің дамуы, таскөмір мен мұнай, газ, шымтезек, тағы басқа байлықтың пайда болуы фотосинтез процесі-нін нәтижесінде түзілген дүние деп саналады. Олардың көмегімен ауадағы оттектің қоры бірқалыпты сақталады. Күн сәулесінің жарық энергиясы химиялық энергияға, бұл осының салдарынан механикалық энергияға айналады. Сөйтіп, күрделі жұмыстар атқарылады. Жердегі көміртектің, азот-тың, күкірттің, фосфордың және тағы баска көптеген элементтердің өсімдіктерден жерге, жерден өсімдіктерге ауысып отыруы осы фотосинтездің көмегімен жүзеге асырылады. Тірі организмдердің тіршілігін басқаратын басты факторлар -су, ауа, қоректік заттар, тағы басқалар десек, бұлар да өсіп-даму процесіне үлкен ықпал жасайды.

Өсімдік тіршілігінің жекелеген, факторлары өз алдына оқшау емес, бір-бірімен өзара тығыз байланысты. Оларды басқа ешнәрсемен ауыстыруға болмайтыны тұрғысынан алғанда бұл формалардың бәрі бірдей өте бағалы. Себебі өсімдік үздіксіз әрекет ететін факторлардың бүкіл комплексінің ыкқалында болады. Жерді жаңартуда, ондағы заттар айналымын жақсартуда әр түрлі химиялық элементтер басты роль атқарады.

Қандай болмасын тірі организмнің, соның ішінде өсімдіктіа де қоректенуі арқылы өмір тіршілігі одан әрі жалғастырылатыны белгілі. Өсімдік неғұрлым жақсы қоректенетін болса солғұрлым тез өсіп жетілетін болады.

Организмдегі зат алмасу ерекшелігіне және соған орай пайда болатын заттардын түрлеріне қарай өсімдіктер минералдық заттарды қабылдауда өзіндік талғампаздық қасиет байқатады. Соған байланысты ол өз денесінде жүретін биологиялық процестерге, тіршілік қажетіне сай минералдық заттарды ғана қабылдайды.

Өсімдіктердің негізгі тіршілік процесі фотосинтез екені белгілі, ал бұл процесс бір жағынан, күн көзі жарығынын, қуатымен екінші жағынан, ауаның жер бетіндегі қабатына көмір қышқылының кұйылуымен байланысты өтеді. Фотосинтез нәтижесінде ауадағы көмір қышқыл газы мен судың есебінен өсімдік бойында барлық органикалық заттардың 93,5 проценті түзілсе, ал тек 6,5 проценті ғана толырақтағы минералдық заттардың есебінен құралады. Бұршақ тұқымдас өсімдіктер өздерінің тамырларында түйнек бактериясы болуы себепті атмосферадан көмір қышкылынан басқа азотты да пайдаланады, ал белгілі жағдайларда топырақты азотпен қайта байытады.

Өсімдіктер қурап біткеннен кейін табиғаттағы қоян-қолтық араласуларда жаңадан тағы да пайда болған органикалық зат топыраққа барьш түседі, онда микроорганизмдердің ықпалымен іріп-шіріген қалдыктардың көп бөлігі жоғарғы қабаттарға бекиді. Өсімдіктердің тек өздеріне ғана тән тамаша қасиеті бар. Олар өздерінің өсіп-жетілуі, өркендеуі үшін қажетті қоректік заттарды сайлап алып, топырақтың жоғарғы құрғақ қабаттарына жинап сақтай біледі.

Сөйтіп, жер бетіндегі өсімдіктердің тіршілік ету әрекеті нәтижесінде айналаны қоршаған атмосферада және жер қыртысының тау жыныстарында шашырап жататын қоректік элемент­тер үзбей жинақталады және олар өсімдік бойына сіңіріледі. Ал осыдан соң сан алуан микроорганизмдер дүниесі, олардағы әр түрлі органикалық заттар биохимиялық жолмен немесе басқа да процестердің барысында күрделі органикалық-минералдық комплекс, яғни қарашірік түзеді.

Мысалы, өсімдіктердің жер бетіндегі бөлігінің қурап, топы­раққа түсуінен топырақтың құнарлылығы артады, немесе керісінше өсімдіктер қалың болып өскен кезде тамыры арқылы топырақ құрамындағы түрлі қоректік заттарды бойына мол сіңіріп, оны құнарсыздандырады. Өсімдіктің тамыры топыраққа терең бойлаған сайын жер қыртысына жік түсіріп бұзады, тарамдалған тамырларымен шырмап, топырақ түйіршіктерін нығыздайды, өзара байланыстырады. Өсімдік белгілі дәрежеде физиологиялық қызмет атқара отырып, энергия жұмсайды. Ол энергияны өсімдік қоршаған ортадан, күн сәулесінен, әр түрлі минералды, органикалық заттардан алады. Осы элементтердің біреуі өсімдікке жетіспесе, онда өсімдік жақсы өспейді, ауру-ларға ұшырайды, жөнді өнім бермейді, тіршілігін тоқтатып өліп қалады.

Жоғары сапалы өнім алу үшін өсімдіктердің өсіп дамуының әрбір кезеңінде онда болатын ерекшеліктерді есепке ала оты­рып, қажетті қоректік заттармен тиісінше қамтамасыз етіп отыруды қажет етеді.

Өсімдікті аса құнды қоректі заттармен қамтамасыз ету үшін мынадай жағдайларды жете білген жөн. Біріншіден, өсімдіктің өсіп-жетіліп дамуының әрбір кезеңінде оның қандай қоректік заттарды қажет ететінін жақсы білу керек, екіншіден, өсімдіктің кейпіне (сыртқы пішініне) қарап, колда бар қоректік заттар оның қажетін өтей алатын, алмайтынын тез анықтап білген жөн, үшіншіден, өсімдіктің өнім құрауына қолайлы жағдай жасау үшін оған қажетті қоректік заттар жеткізіп беруге дер кезінде шара қолдану қажет.

Барлық өсімдіктер мен басқа да тірі организмдер клеткаларының негізі -белоктың құрамында үнемі азот болады. Азот фотосинтез жасауға қатысатын хлорофильдің, протоплазма мен клеткалар ядросыныц аса маңызды бөлігі -нуклеин кышқылының құрамына кіреді. Өсімдіктің вегетативтік органдарындағы белоксыз органикалық азот мөлшері өсімдіктегі жалпы азот қорынан 20-25 процент артық болады. Өсімдік нашар қоректенсе, атап айтқанда онда фосфор жетіспесе, онда белоксыз азоттың қосындылар мөлшері едәуір көбейеді, мұның өзі өсімдіктің сапасына зиянын тигізеді. Өсімдіктер құрамына азоттың жиналуына бұршақты өсімдіктер едәуір дәрежелерде әсер етеді, өйткені бұршақты өсімдіктер (беде, бұршақ, соя және басқалары) түйнек бактериялары арқылы ауадағы бос азотты бойына сініреді.

Топырақта азот жетімсіз болса өсімдіктің өсуі бөгеледі, жапырағының жасыл болуы өзгереді, биохимиялық процестер жиынтығы бұзылады, егіннің өнімі күрт кемиді. Өсімдікке оның жетіспейтінін оп-оңай аңғаруға болады. Атап айтқанда хлоро­филл, немесе өсімдік жапырағының түсі сарғаяды. Өсімдік жапырағы сарғайып кеткен соң, ондағы азот мөлшерін қайтадан тиісті мөлшерге жеткізуге мүмкіндік болмай калады. Топырақтағы азот түрлі қоспа заттардың құрамында органикалық азот, аммиак тұздары және селитра түрінде болады. Органикалық азот шіріткіш бактериялардың әрекетінен минералдық заттарға (аммиак тұздарына және селитра) айналған кезде ғана өсімдік оны бойына сіңіре алады.

Аммиак газ күйінде болса онда өсімдік денесін уландырады. Ол алдымен өсімдік тамырларында өзгеріске ұшырап, аспарагин дейтін усыз затқа айналады. Лспарагин ерітіндісі өсімдік бойымен жоғары көтеріліп, жапырақтарға келген соң күрделі белок заттарын түзеді.

Фосфор жетімсіз болып, өсімдіктің азот қорегі шамадан тыс көп болса, онда ол керісінше өсімдікке кері әсер етеді, яғни өсімдіктің пісуі кешеуілдейді және бәрі бір мезгілде тегіс піспейді, өсімдік масағы, жапырақтары жығыла бастайды, ауа райының қолайсыз жағдайына қарсыласуы кемиді. Оның үстіне, мәселен, күздік бидай кысқы суыкка төзімсіз болады. Қант қызылшасының қанттылығы азаяды.

Фосфор протоплазма мен клеткалар ядросының құрамына кіреді. Оның азоттан айырмашылығы белоктың құрамына тікелей кірмейді, бұл нуклеин кышқылының бір бөлігі болып саналады және жай белокқа қосылып күрделі нуклеопротеид белогын түзілтуге ықпал етеді, биологиялық реакцияны тездететін көптеген ферменттердің құрамына кіреді, өсімдіктерде углевод-тардың пайда болуына қатысады.

Өсімдік организмінің тіршілік етуіне қоректік элементтердің бірде-біреуі фосфордай жан-жақты қатыса алмайды. Олардың қорегін реттей отырып, өсімдіктің өсіп даму қарқынын және өнімнің сапасын өзгертуге болады. Фосфордын, кейбір органикалық қосылыстары өсімдік организмінде энергияны бір жерге жинақтайтын аккумулятор ролін атқарады.

Күзде астық дақылдары егісіне сапалы фосфор тынайтқышы енгізілсе, олардың қысқы суыққа төзімділігі артады, өсімдік қанабының түсуі азаяды, сөйтіп, сабағының бойлап өсуіне жағдай жасалады.

Күл элементтерінің ішінде фосфор ерекше орын алады. Әдетте күл элементтері астық дақылдарының сабанында, ал фосфор астықтың көбінесе дәнінде (тұқымында) болады. Азот сияқты, фосфор да өсімдіктің репродуктілік органдарына (жеміс салатын органдарына) жиналады, өйткені өсімдіктің репродуктілік органдарында органикалық заттар синтезделеді.

Өсімдік тіршілігінің бастапқы кезеңінде және өсімдік өсіп дами бастаған мерзімде фосфор тыңайтқышының үлкен маңызы бар. Фосфор тыңайтқышы өсімдіктің тамыр жүйесінің дамуын тездетеді. Өсімдіктің тамыр жүйелерінің дамуы арқасында өсімдік қоректік заттарды жақсырақ пайдаланады, ылғалды бойына көбірек сіңіреді, ал бұл өсімдіктің жер бетіне өсіп шыққан бөл-шектерінің қаулап өсуіне қолайлы әсер етеді. Өсімдік фосфор жетіспей, зәрушілікке ұшыраса, онда өсімдіктің сабағы мен жапырағының өсуі тоқтайды, тұқым құрамайды. Сонымен бірге өсімдіктің жапырақтарының шеткі жиектері ширатылады, жапырақтарда күрең теңбілдер пайда болады, зақымдалған жер-лерінін тканьдері түсе бастайды.