Физиология и биохимия формирования качества урожая
Обновлено: 05.10.2024
Цель выращивания сельскохозяйственных культур – получение продуктов питания для человека, кормов для животных, сырья для перерабатывающей промышленности. Ценность различных частей растений разная и она определяется содержанием и соотношением в них различных веществ – белков, углеводов, липидов, витаминов, минеральных веществ и другие.
Химический состав растений относительно постоянен и обусловлен их генетической природой (видовые, сортовые особенности). Так в зерне злаков преобладает крахмал (60…85 %), в зерне бобовых – белок (25…60 %), в семенах масличных – жир (35…60 %), в корнеплодах сахарной свеклы – сахароза (17…20 %), в плодах и ягодах много сахаров, органических кислот, витаминов, микроэлементов.
Одни и те же вещества могут иметь различную энергетическую и биологическую ценность. Например, более высокую энергетическую ценность имеют предельные жирные кислоты, а более высокую биологической питательной ценность имеют непредельные жирные кислоты. Более высокой биологической питательной ценностью обладают водо- и солерастворимые белки (альбумины и глобулины), они преобладают в зерне бобовых культур (работа 40) и недозрелом зерне злаков. В созревшем зерне злаков больше щелоче- и спирторастворимых белков (глютелинов и проламинов), определяющих хлебопекарные качества муки и составляющих основу клейковины (работа 41, 42), однако их биологическая питательная ценность более низкая.
Содержание и состав различных веществ в растениях изменяется в онтогенезе и в значительной степени зависит от условий среды. Например, у растений, произрастающих в южных районах, синтезируется больше белков, а произрастающих в северных районах – углеводов и жиров. В сухую и жаркую погоду синтезируется больше белков, а в холодную и влажную – углеводов. Наиболее эффективным способом влияния на качество урожая является регулирование минерального и водного питания.
Крахмал содержится в растениях в виде крахмальных зерен. Крахмал – неоднородное вещество, состоящее из амилозы и амилопектина (работа 43). Образование крахмала в зерне злаков, клубнях картофеля стимулируют калийные (не хлорсодержащие) удобрения.
Растворимые моно- и олигосахариды (сахара) имеют сладкий вкус. В корнеплодах, плодах и ягодах они представлены в основном, глюкозой, фруктозой и сахарозой (работа 44). Кислый вкус растительных тканей, недозрелых плодов и ягод зависит от содержания органических кислот (работа 47).
Много масла содержится в семенах масличных культур (работа 45). Качество масла зависит от содержания в нем ацилглицеринов, фосфоглицеридов, предельных и непредельных жирных кислот, свободных жирных кислот. Физико-химические свойства жиров характеризует ряд показателей (констант) – число омыления, йодное число (работа 46), кислотное число (работа 4), температура плавления и другие. Качество масла выше у растений, выращиваемых в северных районах, при достаточной их водообеспеченности, при внесении фосфорно-калийных удобрений.
У растений могут накапливаться различные токсичные вещества. Так в зерне бобовых культур содержатся алкалоиды (работа 48), в семенах плодовых и ягодных культур – гликозиды. Больше токсичных веществ содержится у южных растений, при высоком уровне азотного питания.
В коре и листьях многих растений содержатся дубильные вещества (работа 49). Они могут использоваться в кожевенном производстве, в пищевой промышленности.
Витамины относятся к физиологически активным веществам, они содержатся во всех растительных тканях и выполняют регуляторную функцию. Витамины необходимы человеку и животным в небольшом количестве. Наиболее распространенным и важным является витамин С (работа 50).
Рассмотрены физиологические функции растений на примере основных сельскохозяйственных культур. Большое внимание уделено современным представлениям о водном обмене растений, их минеральному питанию, регуляторным механизмам роста и развития растений, адаптации растений к экологическим факторам среды. Изложены физиология и биохимии формирования качества урожая сельскохозяйственных культур.
Для студентов сельскохозяйственных вузов по агрономическим специальностям.
Содержание
Введение
Физиология и биохимия растительной клетки
Структура и функции растительной клетки
Природа и функции основных химических компонентов растительной клетки
Структура и функции мембран
Раздражимость и реакция клетки на повреждающее воздействие
Принципы регулирования физиологических процессов
Контрольные вопросы и задания
Фотосинтез
Фотосинтез как основа энергетики биосферы
Лист как орган фотосинтеза
Хлоропласты, их состав, строение и функции
Пигменты хлоропластов
Световая фаза фотосинтеза
Метаболизм углерода при фотосинтезе (темновая фаза)
Интенсивность фотосинтеза и методы его определения
Эндогенные механизмы регуляции фотосинтеза
Зависимость фотосинтеза от факторов внешней среды
Посевы и насаждения как фотосинтезируюшие системы
Светокультура сельскохозяйственных растений
Контрольные вопросы и задания
Дыхание растений
История изучения дыхания
Методы учёта дыхания
Строение, свойства и функции митохондрий
Основные пути окисления дыхательного субстрата
Химизм дыхания
Анаэробное и аэробное дыхание
Электронно-транспортная цепь дыхания и окислительное фосфорилирование
Взаимосвязь различных типов энергетического обмена в растении
Роль дыхания в биосинтетических процессах
Связь дыхания и фотосинтеза
Зависимость дыхания от внутренних факторов
Экологические аспекты дыхания
Роль дыхания в управлении продукционным процессом
Контрольные вопросы и задания
Водный обмен растений
Вода: структура, состояние в биологических объектах и значение в жизнедеятельности растительного организма
Термодинамические основы водообмена растений
Значение транспорта воды и путь водного тока в растении
Поглощение воды растением
Транспирации и её регулирование растением
Водный баланс растений
Влияние на растения недостатка воды
Влияние на растения избытка влаги в почве
Транспирацнонный коэффициент и коэффициент водопотребления, зависимость от внутренних и внешних условий, способы их снижения
Физиологические основы орошения
Использование параметров водообеспеченности растений при программировании урожаев
Контрольные вопросы и задания
Минеральное питание растений
Необходимые растению элементы минерального литания
Поглощение минеральных веществ
Ионный транспорт в растении
Регулирование растением скорости поглощения ионов
Азотное питание растений
Обеспечение растений питательными веществами в полевых условиях
Физиологические основы применения удобрений
Особенности питания растений в беспочвенной культуре
Неблагоприятное действие на растение избыточно высокого уровня минерального питания
Контрольные вопросы и задания
Обмен и транспорт органических веществ в растениях
Общие закономерности обмена веществ в растительном организме
Транспорт органических веществ по флоэме
Контрольные вопросы и задания
Рост и развитие растений
Понятие об онтогенезе, росте и развитии растений
Клеточные основы роста и развития
Фитогормоны как факторы, регулирующие рост и развитие целостного растения
Биотехнология
Локализация роста у растений
Особенности роста органов растения
Зависимость роста от внутренних факторов
Ростовые явления
Методы измерения скорости роста
Зависимость роста от экологических факторов
Необратимые нарушения роста. Карликовость и гигантизм
Ритмы физиологических процессов
Движение растений
Развитие растений
Циклическое старение и омоложение растений и их органов в онтогенезе
Понятие о росте целостного растения
Физиология формирования семян, плодов и других продуктивных частей растений. Типы размножения растений
Физиология покоя и прорастания семян
Физиологические основы хранения семян, плодов, овощей, сочных и грубых кормов
Контрольные вопросы и задания
Приспособление и устойчивость растений
Границы приспособления и устойчивости
Защитно-приспособительные возможности (реакции) растений против повреждающих воздействий
Холодостойкость растений
Морозоустойчивость растений
Зимостойкость растений
Влияние на растения избытка влаги
Полегание растений и его причины
Жароустойчивость растений
Засухоустойчивость растений
Солеутлойчивость растений
Газоустончивость растений
Действие радиации на растения
Аллелопатические взаимодействия в ценозе
Действие пестицидов на растения
Тесты устойчивости растений
Контрольные вопросы и задания
Физиологии и биохимия формирования качества урожая сельскохозяйственных культур
Зерновые злаковые культуры
Зернобобовые культуры
Масличные культуры
Корнеплоды
Кормовые травы
Плодово-ягодные культуры
Картофель
Овощные культуры
Контрольные вопросы и задания
Растение как самоорганизующаяся, саморегулирующаяся и саморазвивающаяся адаптивная система
Читайте также: