Фізіологічне значення фосфору - Фізіологічне значення калію і фосфору

Фосфор - другий за важливість елемент мінерального живлення рослин. Поряд із азотом і калієм він часто виступає лімітуючим фактором функціонування екосистем. Фосфор надходить в кореневу систему рослин у вигляді окислених сполук, головним чином залишку ортофосфорної кислоти. Біохімія фосфору обмежується головним чином похідними іона ортофосфату. Фосфати відіграють ключову роль в обміні речовин. Вони служать структурними компонентами фітину, фосфатидів, нуклеїнових кислот, фосфорних ефірів, цукрі. Для нього характерна здатність до утворення найрізноманітніших типів зв'язків з малим і великим енергетичним потенціалом та внутрішня нестабільність зв'язків, що полегшує обмін. Виключно велике значення цього елемента у фотосинтезі та аеробному диханні. Фосфор входить до складу переважно складних органічних сполук.

Більшість сільськогосподарських культур основну кількість фосфору споживають у перший період життя, створюючи певний запас його для по­дальшої реутилізації.

Надлишкове фосфорне живлення може призводити до зниження врожаю внаслідок передчасного розвитку, відмирання листя та раннього достигання.

У природних умовах джерело фосфору для рослин у грунті -- його мінеральні сполуки. Доступними для всіх рослин є водорозчинні солі одновалентних катіонів, але у грунті їх дуже мало. Обмінно-адсорбційно зв'язані фосфат-аніони також добре за­своюються рослинами. Доступність інших розчинних у слабких кислотах і важкорозчинних сполук фосфору, у вигляді яких переважно і знаходиться він у грунті, залежить від властивостей самих рослин і реакції грунту.

Унікальною властивістю фосфору є здатність його до фосфорилування клітинних білків за допомогою протеїнкіназ.

Фосфорилювання - дефосфорилювання білків впливає на метаболізм нуклеїнових кислот і ліпідів, клітинну диференціацію та проліферацію, синтез багатьох органічних сполук. Ці процеси відіграють важливу роль у формуванні внутрішньоклітинної сигналізації в усіх живих організмах.

Білок, фосфобілок - це білкові субстрати протеїнкіаназ, в ролі яких можуть бути ферменти, регуляторні білки, переносники іонів, різних метаболітів. В результаті процесів фосфоритування та дефсфорилування змінюється каталітична активність їх, регуляторні та транспортні властивості. Внутрішньоклітинна локалізація різних компонентів. Протеїн фосфатаза - фермент, який забезпечує дефосфорилювання білків. В розробку даної теорії найбільший вклад внесли Е. Сазерленд, який відкрив циклічний АМФ, аденілат-циклазу та фосфодіестеразу циклічного АМФ, та Е. Кребс і Е. Фішер, які відкрили протеїнкінази та протеїн фосфатази. Вона відкриває шлях до пізнання механізму узгодженості в часі, просторі, швидкості та здатності організму реагувати на всі ендо - та екзогенні впливи.

Надійшовши в кореневу систему у вигляді окислених сполук, фосфор при всіх своїх перетворенням зберігає ступінь окисленості. Всі зміни зводяться до фосфорилювання та трансфосфорилування.

Кругообіг фосфору в природі нескладний: фосфор органічних решток та гумусу мінералізується грунтовими мікроорганізмами, значна частина його на кінцевому етапі потрапляє в осадові породи.

У клітинному соку накопичуються мінеральні фосфати. Вони утворюють буферні розчини, які регулюють кислотність його. До 50% фосфорної кислоти залишається в рослині в іонній формі. Фосфор відіграє виключно важливу роль в обміні жирів, вуглеводів, білків, в процесах дихання і фотосинтезу.

В процесі використання фосфору рослиною чітко виділяється два періоди. Перший - початок проростання насіння. Про тісний взаємозв'язок сполук фосфору з процесами росту свідчить той факт, що завжди відбувається концентрація фосфору в ростучих тканинах кінчика кореня та пагонів. Максимальне надходження фосфатів спостерігається при рН 4-6.

Характерно, що іон фосфорної кислоти вже через 5-7 хвилин після над ходження в кореневу систему виявляється включеним в цілий ряд органічних сполук.

Другий період охоплює час достигання насіння. Основна запасна форма фосфору у рослин - фітин.

Фосфор здатний до повторної реутилізації його рослиною. Радіоізотопний метод дозволяє встановити не дише темпи повторного використання фосфору, а й участь різних органів у кругообігу елемента. Доведено, що навіть найвіддаленіші органи, де є меристематичні тканини, є місцем надходження фосфору. Відтік найчастіше відбувається зі старіючих листкових пластинок.

Встановлена можливість використання фосфору органічних сполук грунту за участю позаклітинних фосфатаз рослин. Одним із резервів збільшення доступності та рухомості фосфору в грунті є мікориза.

Різні види рослин в різній мірі залежать від мікоризи. Гіфи мікоризних грибів поширюються на кілька сантиметрів від кожного залежного ними кореня, збільшуючи тим самим об'єм ефективного використання грунту. Крім збільшення поглинальної поверхні кореня значення мікоризних грибів заклечається ще в здатності їх добувати фосфор.

Похожие статьи




Фізіологічне значення фосфору - Фізіологічне значення калію і фосфору

Предыдущая | Следующая