Почему потребность в мезоэлементах возрастает? Кальций, магний, сера для растений. Кальций, магний и сера в растительных организмах Примеры решения задач

С ростом урожайности возрастает важность обеспечения полей достаточным количеством каждого из 17 необходимых элементов питания. В частности, из-за ряда факторов возросла потребность в кальции, магнии и сере. В связи с этим помещаем рекомендации американских консультантов по внесению мезоэлементов.

Внесение удобрений, не содержащих мезоэлементов. Обычно удобрение проводится удобрениями, не содержащими магния или серы: диаммонийфосфат, карбамидом, нитратом аммония, азотом, фосфором или хлоридом калия. Из-за этого возникает дефицит серы или магния. В этих удобрениях а также в моноамонийфосфате и безводном аммиаке совсем не содержится ни кальция, ни магния, ни серы. Среди всех распространенных удобрений только тройной суперфосфат содержит 14% кальция и совсем не содержит ни магния, ни серы.

Рост урожайности. За последнее десятилетие урожайность существенно возросла. Кукуруза, которая дает по 12,5 т/га, использует 70 кг/га магния и 37 кг/га серы. Для сравнения: при урожайности 7,5 т/га магния выносится 33 кг/га, а серы – 22 кг/га.

Уменьшение объемов использования серосодержащих пестицидов. Ранее фермеры могли рассчитывать на такой источник серы, как инсектициды и фунгициды. Сейчас многие из этих пестицидов заменили препаратами, которые не содержат серы.

Ограничение выбросов в атмосферу. В США ограничивают выбросы металлургических печей и электростанций. Во многих других странах снизились объемы выбросов в атмосферу серы результате сжигания газа в бытовых и промышленных котлах. К тому же в современных автомобилях каталитические конверторы абсорбируют серу, которая ранее вместе с выхлопами попадала в атмосферу. Все эти факторы снизили возврат серы в почву вместе с дождями.

Вынос мезоэлементов с урожаем, кг/га

Кальций

Кальцию уделяется недостаточное внимание при составлении схем удобрения многих высокоурожайных и плодовых культур. Исключение составляют помидоры и арахис, при выращивании которых просто необходимо хорошее кальциевое питание.

В почве кальций замещает ионы водорода на поверхности частиц грунта, когда с целью снижения кислотности вносится известь. Он необходим для микроорганизмов, которые перерабатывают пожнивные остатки в органическое вещество, выделяют питательные элементы и улучшают структуру почвы и водоудерживающую способность. Кальций помогает заработать азотофиксирующим клубеньковым бактериям.

Функции кальция в растении:

кальций наряду с магнием и калием помогает нейтрализовать органические кислоты, образующиеся в результате клеточного метаболизма в растениях;

улучшает абсорбцию других питательных элементов корнями и их транспорт растением;

активирует ряд энзимных систем, регулирующих рост растения;

помогает превращению нитратного азота в формы, необходимые для формирования протеинов;

необходим для формирования клеточных стенок и нормального деления клеток;

улучшает устойчивость к болезням.

Дефицит кальция

Дефицит кальция чаще всего возникает на кислых, песчаных почвах вследствие вымывания дождем или поливными водами. Он нехарактерен для почв, где внесено достаточно извести с целью оптимизации уровня рН. По мере роста кислотности почвы рост растений осложняется вследствие роста концентрации токсичных элементов - алюминия и/или марганца, но не из-за недостатка кальция. Анализ почвы и достаточное известкование - лучший способ избежать подобных проблем.

Дефицита кальция можно избежать, регулярно проводя анализ почвы и корректировку кислотности путем внесения оптимальных доз извести. Необходимо придерживаться сбалансированного внесения кальция, магния и калия. Между этими элементами существует антагонизм: передозировка одного приводит к дефициту или нейтрализации другого. Кроме того, кальций нужно вносить не просто так, а в определенные фазы с целью обеспечения определенных функций растения.

Источники кальция

Хорошее известкование эффективно обеспечивает кальцием большинство культур. Высококачественная кальцитная известь эффективна, когда требуется коррекция уровня рН. Когда наблюдается также дефицит магния, можно вносить доломитные известняки или кальцитные известняки вместе с таким источником магния как калийно-магниевый сульфат. Гипс (сульфат кальция) является источником кальция при соответствующем уровне рН.

Основные источники кальция

Магний

Для роста растений нужна энергия. Пшенице и другим культурам магний нужен для обеспечения фотосинтеза. Магний - необходимый компонент молекул хлорофилла: каждая молекула содержит 6,7% магния.

Также магний выступает транспортером фосфора в растении. Это необходимо для деления клеток и образования протеинов. Поглощение фосфора невозможно без магния, и наоборот. Таким образом, магний необходим для метаболизма фосфатов, дыхания растений и активации ряда энзимных систем.

Магний в почве

Земная кора содержит 1,9% магния, преимущественно в форме магнийсодержащих минералов. С постепенным выветриванием этих минералов часть магния становится доступной для растений. Запасы доступного магния в почве местами исчерпываются или исчерпаны вследствие вымывания, поглощения растениями и химических реакций обмена.

Доступность магния для растений часто зависит от рН почвы. Исследования показали, что доступность магния для растений снижается при низких значений рН. На кислых почвах с рН меньше 5,8 избыток водорода и алюминия влияют на доступность магния и поглощение его растениями. При высоком рН (более 7,4) избыток кальция может препятствовать поглощению магния растениями.

Песчаные почвы с низкой емкостью катионного обмена имеют низкую способность по обеспечению растений магнием. Внесение извести с высоким содержанием кальция может обострять дефицит магния, активизируя рост растений и увеличивая потребность в магнии. Высокие нормы внесения аммония и калия могут нарушить баланс питания за счет эффекта конкуренции ионов. Пределом, ниже которого содержание обменного магния считается низким, а внесение магния оправданным, является 25-50 частиц на миллион или 55-110 кг/га.

Для почв с емкостью катионного обмена более 5 мг-экв на 100 г необходимо поддерживать соотношение кальция к магнию в почве на уровне примерно 10: 1. Для песчаных почв с емкостью катионного обмена 5 мг-экв и меньше следует поддерживать соотношение кальция к магнию примерно на уровне 5:1.

Как компенсировать дефицит магния

Если листовой анализ выявил дефицит магния в вегетирующем растении, его может компенсировать поступление магния в растворимой форме вместе с дождевой или поливной водой. Это делает магний доступным для корневой системы и поглощением растениями. Небольшие дозы магния также могут быть внесены через лист с целью коррекции содержания этого элемента или предотвращения его дефицита. Но лучше вносить магний в почву до посева или до начала активного роста культуры.

Источники магния

Сера

Сера в почве

Источником серы для растений в почве выступают органическое вещество и минералы, но часто их недостаточно или они находятся в недоступной для высокоурожайных культур форме. Большинство серы в почве связано в органическом веществе и недоступно для растений, пока ее не превратят в сульфатную форму почвенные бактерии. Этот процесс называется минерализацией.

Сульфаты такие же мобильны в почве, как и азот в нитратной форме, и в некоторых типах почв могут вымываться из корневой зоны интенсивными осадками или поливами. Сульфаты могут перемещаться обратно к поверхности почвы с испарением воды, за исключением песчаных почв или почв грубого механического состава, где капиллярные поры нарушены. Мобильность сульфатной серы затрудняет измерение ее содержания при анализе почвы и использование таких анализов для прогнозирования потребности во внесении серы.

Сера в большей степени содержится глинистыми частицами почвы, чем нитратный азот. Интенсивные дожди ранней весной могут вымыть серу из верхнего слоя почвы и связать в нижнем, если верхний слой песчаный, а нижний - глинистый. Поэтому культуры, которые растут на таких почвах, могут показывать симптомы дефицита серы на ранних стадиях вегетации, но по мере проникновения корней в нижние слои почвы этот дефицит может пройти. На почвах, песчаных по всему профилю, с небольшой глинистой прослойкой или вообще без нее, культуры будут хорошо отзываться на внесение серы.

Сера в растениях

Сера - часть каждой живой клетки и необходима для синтеза определенных аминокислот (цистеина и метионина) и белков. Сера также важна для фотосинтеза и зимостойкости культур. Кроме того, сера важна для процесса преобразования нитратного азота в аминокислоты.

Дефицит серы

При визуальном анализе дефицит серы часто путают с дефицитом азота. В обоих случаях наблюдается отставание растений в росте, сопровождающееся общим пожелтением листьев. Сера в растении неподвижна и не перемещается из старых к молодым листьям. При дефиците серы первыми часто желтеют молодые листья, тогда как при дефиците азота - старые. Если дефицит не очень острый, его симптомы могут визуально не проявляться.

Самый надежный способ диагностики дефицита серы - анализ образцов растений на содержание как серы, так и азота. Нормальное содержание серы в тканях растениях большинства культур колеблется в пределах от 0,2 до 0,5%. Оптимальный уровень соотношения между азотом и серой - от 7: 1 до 15: 1. Если соотношение выходит за вышеуказанные пределы, это может сигнализировать о дефиците серы, но для точного диагноза следует рассматривать этот показатель в комплексе с абсолютными показателями содержания азота и серы.

В условиях дефицита серы может накапливаться азот в нитратной форме. Накопление нитратов в растении может препятствовать формированию семян некоторых культур, таких как рапс. Поэтому сбалансирования содержания серы с содержанием азота важно для здоровья растений.

Такие культуры как люцерна или кукуруза, которые дают высокий урожай сухого вещества, требуют максимальных доз серы. Также картофель и много овощных культур нуждаются в сере в больших количествах и плодоносят лучше при внесении удобрений, содержащих серу. Без сбалансированного питания по сере культуры, которые получают высокие дозы азотных удобрений, могут страдать от дефицита серы.

Источники серы

Иногда значительные количества серы может содержать поливная вода. Например, когда в оросительной воде содержание сульфатной серы превышает 5 частиц на миллион, нет предпосылок для возникновения дефицита серы. Большинство серосодержащих удобрений - это сульфаты, которые имеют степень водорастворимости от средней до высокой. Важнейший источник нерастворимой в воде серы - это элементарная сера, которая может быть окислена до сульфатов под действием микроорганизмов перед тем, как будет использована растениями. Окисление проходит тогда, когда почва теплая, имеет соответствующую влажность, аэрацию и размер частиц серы. Элементарная сера хорошо усваивается почвой, а затем – культурами.

Источники серы

По отношению к кальцию растения делятся на три группы: кальциефилы, кальциефобы и нейтральные виды. Содержание кальция в растениях составляет 0,5 - 1,5% от массы сухого вещества, но в зрелых тканях кальциофильных растений может достигать 10%. Надземные части накапливают на единицу массы больше кальция, чем корни.

Химические свойства кальция таковы, что он легко образует достаточно прочные и в то же время лабильные комплексы с кислородными соединениями макромолекул. Кальций может связывать внутримолекулярные сайты белков, приводя к изменению конформации, и образовывать мостики между комплексными соединениями липидов и белков в мембране или пектиновыми соединениями в клеточной стенке, обеспечивая стабильность этих структур. Поэтому соответственно при дефиците кальция резко возрастает текучесть мембран, также нарушаются процесса мембранного транспорта и биоэлектрогенеза, тормозятся деление и растяжение клеток, прекращаются процессы корнеобразования. Недостаток кальция приводит к набуханию пектиновых веществ и нарушению структуры клеточных стенок. На плодах появляются некрозы. Листовые пластинки при этом искривляются и скручиваются, кончики и края листьев в начале белеют, а затем чернеют. Корни, листья и отдельные участки стебля загнивают и отмирают. От недостатка кальция страдают в первую очередь молодые меристематические ткани и корневая система.

Ионам Са 2+ принадлежит важная роль в регулировании поглощения ионов клетками растений. Избыточное содержание многих токсичных для растения катионов (алюминия, марганца, железа и др.) может нейтрализоваться за счет связывания с клеточной стенкой и вытеснения из нее ионов Са 2+ в раствор.

Кальций имеет важное значение в процессах клеточной сигнализации как вторичный посредник. Ионы Са 2+ обладают универсальной способностью в проведении самых различных сигналов, оказывающих на клетку первичное воздействие, - гормонов, патогенов, света, гравитационных и стрессовых воздействий. Особенность передачи информации в клетке с помощью ионов Са 2+ состоит в волновом способе передачи сигнала. Са-волны и Са-осцилляции, инициируемые в определенных участках клеток, являются основой кальциевой сигнализации у растительных организмов.

Очень чувствителен к изменению содержания цитозольного кальция цитоскелет. Локальные изменения концентрации ионов Са 2+ в цитоплазме играют чрезвычайно важную роль в процессах сборки (и разборки) актиновых и промежуточных филаментов, в организации кортикальных микротрубочек. Кальций-зависимое функционирование цитоскелета имеет место в таких процессах, как циклоз, движение жгутиков, клеточное деление, полярный рост клеток.

Сера входит в число основных питательных элементов, необходимых для жизни растения. Ее содержание в растительных тканях относительно невелико и составляет 0,2 - 1,0% в расчете на сухую массу.Поступает сера в растения только в окисленной форме - в виде сульфат-иона. Сера содержится в растениях в двух формах - окисленной и востановленной. Основная часть поглощенного корнями сульфата перемещается в надземную часть растения по сосудам ксилемы к молодым тканям, где он интенсивно включается в обмен веществ. Попадая в цитоплазму, сульфат восстанавливается с образованием сульфгидрильных групп орагнических соединений (R-SH). Из листьев сульфат и восстановленные формы серы могут перемещаться как акропетально, так и базипетально в растущие части растения и в запасающие органы. В семенах сера находится преимущественно в органической форме. Доля сульфата минимальна в молодых листьях и резко возрастает при их старении в связи с деградацией белков. Сера, как и кальций, не способна к реутилизации и поэтому накапливается в старых тканях растения.

Сульфгидрильные группы входят в состав аминокислот, липидов, кофермента А и некоторых других соединений. Потребность в сере особенно высока у растений, богатых белками, например у бобовых растений и у представителей семейства крестоцветных, которые в больших количествах синтезируют серосодержащие горчичные масла. Она входит в состав аминокислот цистеина и метионина, которые могут находиться как в свободном виде, так и в составе белков.

Одна из основных функций серы связана с формированием третичной структуры белков за счет ковалентных связей дисульфидных мостиков, образуемых между остатками цистеина. Она входит в состав ряда витаминов (липоевой кислоты, биотина, тиамина). Еще одна важная функция серы заключается в поддержании определенной величины окислительно-восстановительного потенциала клетки с помощью обратимых превращений:

Недостаточное снабжение растений серой тормозит синтез белков, снижает интенсивность фотосинтеза скорость ростовых процессов. Внешними симптомами дефицита серы являются бледные и пожелтевшие листья, что проявляется вначале у самых молодых побегов.

Магний по содержанию в растениях занимает четвертое место после калия, азота и кальция. У высших растений среднее его содержание в расчете на сухую массу 0,02 - 3,1%, у водорослей 3,0 - 3,5%. Особенно много его в молодых клетках, генеративных органах и запасающих тканях. Накоплению магния в растущих тканях способствует его сравнительно высокая подвижность в растении, что позволяет реутилизировать этот катион из стареющих органов. Однако степень реутилизации магния значительно ниже, чем азота, фосфора и калия, поскольку часть его образует нерастворимые и не способные к перемещению по растению оксалаты и пектаты.

В семенах большая часть магния находится, в составе фитина. Около 10-15% Mg входит в состав хлорофилла. Эта функция магния уникальна, и никакой другой элемент не может заменить его в молекуле хлорофилла. Участие магния в обмене веществ растительной клетки связано с его способностью регулировать работу ряда ферментов. Магний является кофактором почти всех. ферментов, катализирующих перенос фосфатных групп, необходим для работы мног их ферментов гликолиза и цикла Кребса, а также спиртового и молочнокислого брожения. Магний в концентрации не менее 0.5 мМ требуется для формирования рибосом и полисом, активации аминокислот и синтеза белков. При повышении концентрации магния в растительных клетках активируются ферменты, участвующие в метаболизме фосфата, что приводит к возрастанию содержания в тканях органических и неорганических форм фосфорных соединений.

Магниевое голодание растения испытывают в основном на песчаных и подзолистых почвах. Недостаток его в первую очередь сказывается на фосфорном обмене и соответственно на энергетике растения, даже если фосфаты в достаточном количестве имеются в питательном субстрате. Дефицит магния также тормозит превращение моносахаридов в полисахариды и вызывает серьезные нарушения в процессах синтеза белка. Магниевое голодание приводит к нарушению структуры пластид - граны слипаются, ламеллы стромы разрываются и не образуют единой структуры, вместо них появляется много везикул.

Внешним симптомом дефицита магния является межжилковый хлороз, связанный с появлением пятен и полос светло-зеленого, а затем желтого цвета между зелеными жилками листа. Края листовых пластинок при этом приобретет желтый, оранжевый, красный или темно-красный цвет. Признаки магниевого голодания вначале проявляются на старых листьях, а затем распространяются на молодые листья и органы растения, причем зоны листа, прилежащие к сосудам, дольше остаются зелеными.

Макроэлементами называют элементы, которые могут, входит в состав растения в целых процентах или в десятых долях процент. К ним можно отнести фосфор, азот, катионы – калия, серу, кальций, магний, при этом железо является промежуточным элементом между микро – и макроэлементами.

Элемент отлично усваивается растением из аммония и солей азотной кислоты. Он представляет собой главным элементом питания корней, потому что входит в состав белков в живых клетках. Молекула белка имеет сложное строение, из него строится протоплазма, содержание азота колеблется от 16% до 18%. Протоплазма – это живое вещество, в котором происходит главный физиологический процесс, а именно – дыхательный обмен. Только благодаря протоплазме происходит сложный синтез веществ органического характера. Азот также является составляющей нуклеиновой кислоты, которая входит в состав ядра и по совместительству носитель наследственности. Большое значение элемента определяется тем, что этот макроэлемент является частью хлорофилла-зеленого, от этого пигмента зависит процесс фотосинтеза, также он входит в состав некоторых ферментов, регулирующих реакции обмена веществ и ряда различных витаминов. Малое количество азота можно встретить в неорганической среде. При недостатке света или избыточном азотном питании в клеточном соке могут накапливаться нитраты.

Большинство форм азота превращаются в растении в аммиачные соединения, которые, при вступлении в реакцию с кислотами органического вида, образуют амиды-аспарагин, аминокислоты и глютамин. Азот аммиачный чаще всего не скапливается в больших количествах в растении. Наблюдается это можно лишь при недостаточном количестве углеводов, в подобных условиях растение не способно переработать его в безвредные вещества – глютамин и аспарагин. Избыточное содержание аммиака в тканях может привести к их непосредственному повреждению. Данное обстоятельство следует учитывать при выращивании растения в зимнее время в теплице. Высокая доля аммиачного азота в питательном субстрате и недостаточная освещенность, способна снизить процесс фотосинтеза, также может привести к повреждению паренхимы листа из большого содержания аммиака.

Овощные растения нуждаются в азоте в течение всего периода вегетации, так как они всегда строят новые части. При недостатке азота, растение начинает плохо расти. Не образуются новые побеги, уменьшаются размеры листьев. Если азот отсутствует в старых листьях, хлорофилл в них разрушается, из-за этого листья приобретают бледно-зеленый цвет, после этого желтеют и погибают. При остром голодании желтый цвет приобретают средний ярусы листьев, а верхние становятся бледно-зеленого цвета. С подобным явлением можно бороться с легкостью. Для этого нужно только добавить к питательному веществу азотнокислую соль, для того чтобы через 5 или 6 дней листья стали темно-зеленого окраса и растение продолжило создавать новые побеги.

Данный элемент может усваиваться растением только в окисленной форме – анион SO4. В этом растении большая масса сульфата аниона восстанавливается до -S-S- и –SH групп. В подобных группировках сера входит в состав белков и аминокислот. Элемент входит в состав некоторых ферментов, также ферментов участвующих в дыхательном процессе. Следственно соединения серы сильно влияют на обменные процессы и образование энергии.

Сера также присутствует в клеточном соке в качестве иона сульфата. Когда распадаются серосодержащие соединения, при участии кислорода сера окисляется до сульфата. Если корень отмирает из-за недостатка кислорода, то соединения содержащие серу распадаются до сероводорода, который является ядовитым для живых корней. Это является одной из причин гибели всей корневой системы при недостатке кислорода и ее затоплении. Если есть недостаток в сере, то также как и с азотом, происходит разрешение хлорофилла, но одними из первых недостаток в сере испытывают листья верхних слоев.

Усваивается этот элемент только в окисленной форме с помощью солей фосфорных кислот. Элемент также находится в составе белков (сложных) – нуклеопротеидов, они являются важнейшими веществами плазмы и ядра. Также фосфор входит в состав жироподобных веществ и фосфатидов, которые играют важнейшую роль в образовании мембранных поверхностей в клетке, входят в состав некоторых ферментов и других активных соединений. Элемент играет немаловажную роль при аэробном дыхании и гликолизе. Энергия, которая освобождается, при этих процессах накапливается в виде фосфатных связей, а в дальнейшем применяется для синтеза множества веществ.

Фосфор также принимает участие в процессе фотосинтеза. В растении фосфорная кислота не может восстанавливаться, она способна только связываться с другими органическими веществами, образуя при этом фосфорные эфиры. Фосфор в естественной среде содержится в большом количестве, а в клеточном соке он накапливается при помощи минеральных солей, являющихся запасным фондом фосфора. Буферные свойства солей фосфорной кислоты способны регулировать кислотность в клетке, поддерживая благоприятный уровень. Элемент очень необходим при росте растения. Если вначале растение испытывает недостаток фосфора, а потом после подкормки фосфорными солями растение может страдать от усиленного поступления этого элемента и нарушение из-за этого азотного обмена. Поэтому очень важно обеспечить хорошие условия фосфорного питания в течение всего жизненного цикла растения.

Кальций, магний и калий усваиваются растением из различных солей (растворимых), анионы которых не имеют токсического действия. Доступными они являются, когда находятся в поглощенном виде, а именно связаны с каким-либо нерастворимым веществом, которое обладает кислотными свойствами. При попадании в растение кальций и калий не терпят химических превращений, однако они необходимо при питании. И их никак не заменить иными элементами, также как нельзя заменить серу, азот или фосфор.

Основная роль магния, кальция и калия состоит в том, что когда они адсорбируются на коллоидных частицах протоплазмы, они образуют вокруг них особые электростатические силы. Данные силы играют важную роль при образовании структуры живого вещества, без которой не в состоянии происходить ни синтез клеточных веществ, ни совместная деятельность различных ферментов. При этом ионы удерживают вокруг себя некоторое количество молекул воды, из-за чего общий объем ионов неодинаковый. Не равными являются и силы, которые удерживают ион непосредственно на поверхности коллоидной частицы. Стоит отметить, что у иона кальция наименьший объем – он с большей силой способен удержаться на коллоидной поверхности. У иона калия при этом наибольший объем, из-за чего он способен образовывать менее прочные адсорбционные связи, а также ион кальция может его вытеснить. Промежуточное положение занял ион магния. Так как при адсорбировании ионы стараются удержать водяную оболочку, именно они определяют водоудерживающую силу и оводненность коллоидов. Если есть калий, то водоудерживающая сила ткани увеличивается, а при кальции – уменьшается. Из выше сказанного следует, что в создании внутренних структур важным образом является соотношение различных катионов, а не абсолютное их содержание.

В растениях элемент содержится в большем количестве, чем другие катионы, особенно много его в вегетативных частях. Чаще всего встречается в клеточном соке. Также его много в молодых клетках, которые богаты протоплазмой, значительная масса калия в адсорбированном состоянии. Элемент способен влиять на коллоиды плазмы, он разжижает протоплазму (повышает ее гидрофильность). Также калий – это катализатор множества синтетических процессов: обычно он катализирует синтезы простых высокомолекулярных веществ, способствуя образования крахмала, белков, сахарозы и жиров. Если наблюдается, недостаток калия могут нарушиться синтезирующие процессы, и в растении начнет накапливаться аминокислоты, глюкоз и другие продукты распада. Если есть недостаток калия, на листьях нижнего слоя образуется краевой запал – это когда края пластинки у листа отмирают, после чего листья приобретают куполообразную форму, и на них образуются коричневые пятна. Некрозы или пятна коричневого цвета связаны с образованием трупного яда в тканях растения и нарушением азотного обмена.

Элемент должен поступать растению в течение полного жизненного цикла. Немалая часть этого элемента находится в клеточном соке. Данный кальций не принимает особо участия в обменных процессах, он способствует нейтрализации избыточных кислот органической природы. Другая часть кальция находится в плазме – здесь кальций работает в роли антагониста калия, он работает в противоположном направлении по сравнению с калием, т.е. повышает вязкость и понижает гидрофильные свойства плазменных коллоидов. Для того чтобы процессы протекали в нормальном русле, важным, значением служит соотношение кальция и калия непосредственно в плазме, так как данное соотношение определяет коллоидные характеристики плазмы. Кальций находится в составе ядерного вещества, следственно очень важен в процессе деления клетки. Также немаловажную роль играет при образовании различных клеточных оболочек, при этом наибольшую роль при формировании стенок у корневых волосков, куда он входит в качестве пектата. Если кальций отсутствует в питательном субстрате, с молниеносной скоростью поражаются точки роста корня и надземных частей, из-за того, что кальций не транспортируется из старых частей к молодым. Происходит ослизенение корней, при этом их рост идет ненормально или вовсе прекращается. При выращивании в искусственной культуре с использованием водопроводной воды отсутствие кальция встречается редко.

Элемент поступает к растению меньше чем кальций или калий. Однако роль его при этом очень важная, потому что элемент входит в состав хлорофилла (1/10 всего магния в клетке находится в хлорофилле). Элемент жизненно - необходим бесхлорофилльным организмам, и роль его не заканчивается фотосинтезирующими процессами. Магний – это важный элемент необходимый для дыхательного обмена, элемент при этом катализирует множество различных фосфатных связей и транспортирует их. Так как фосфатные связи, которые богаты энергией участвуют во множестве синтезирующих процессах, то без этого элемента они просто не могут пойти. Если наблюдается недостаток магния, разрушаются молекулы хлорофилла, но жилки у листьев остаются зеленого цвета, а участки ткани, расположенные между жилками, становятся более бледными. Это называют пятнистым хлорозом, и оно довольно характерно при недостатке у растения магния.

Элемент поглощается растением с помощью комплексных, органических соединений, а также в виде солей (растворяемых). Общее содержание железа у растения небольшое (сотые доли процента). В растительных тканях железо представлено органическими соединениями. Также стоит знать, что ион железа может свободно переходить из закисной формы в окисную, или наоборот. Следственно находясь в различных ферментах железо, участвует в окислительно-восстановительных процессах. Также элемент входит в состав ферментов дыхания (цитохрома и др.).

В хлорофилле нет железа, но оно принимает участие при его создании. Если наблюдается недостаток железа, может развиться хлороз – при данном заболевании не образуется хлорофилл, и листья приобретают желтый цвет. Из-за малой подвижности железа в старых листьях оно не может быть транспортировано к молодым листьям. Поэтому хлороз начинается обычно с молодых листьев.

Если существует недостаток железа, также изменение претерпевает и фотосинтез – замедляется рост у растения. Для предотвращения хлороза нужно прибавить железо в питательный субстрат не позже 5 дней после возникновения данного заболевания, если сделать это позже, то вероятность выздоровления очень мала.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Сульфид кальция – средняя соль, образованная сильным основанием – гидроксидом кальция (Ca(OH) 2) и слабой кислотой — сероводородной (H 2 S). Формула — CaS.

Молярная масса – 72г/моль. Представляет собой порошок белого цвета, который хорошо поглощает влагу.

Гидролиз сульфида кальция

Гидролизуется по аниону. Характер среды – щелочной. Теоретически возможна вторая ступень. Уравнения гидролиза выглядит следующим образом:

Первая ступень:

CaS ↔ Ca 2+ + S 2- (диссоциация соли);

S 2- + HOH ↔ HS — + OH — (гидролиз по аниону);

Ca 2+ + S 2- + HOH ↔ HS — + Ca 2+ + OH — (уравнение в ионной форме);

2CaS +2H 2 O ↔ Ca(HS) 2 + Ca(OH) 2 ↓ (уравнение в молекулярной форме).

Вторая ступень:

Ca(HS) 2 ↔ Ca 2+ +2HS — (диссоциация соли);

HS — + HOH ↔H 2 S + OH — (гидролиз по аниону);

Ca 2+ + 2HS — + HOH ↔ H 2 S + Ca 2+ + OH — (уравнение в ионной форме);

Ca(HS) 2 + 2H 2 O ↔ 2H 2 S + Ca(OH) 2 ↓(уравнение в молекулярной форме).

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

В древности люди использовали соединения кальция для строительства. В основном это был карбонат кальция, находившийся в горных породах, или продукт его обжига - известь. Также использовался мрамор и гипс. Раньше ученые считали, что известь, представляющая собой оксид кальция, - это простое вещество. Это заблуждение существовало вплоть до конца XVI­II века, пока свои предположения по поводу этого вещества не высказал Антуан Лавуазье.

В начале XIX века английский ученый Хэмпфри Дэви с помощью электролиза открыл кальций в чистом виде. Причем получил он амальгаму кальция из гашеной извести и оксида ртути. Затем отогнав ртуть, он получил металлический кальций.

Реакция кальция с водой проходит бурно, но не сопровождается возгоранием. За счет обильного выделения водорода пластинка с кальцием будет перемещаться по воде. Также образуется вещество - гидроксид кальция. Если в жидкость добавить фенолфталеин, она окрасится в ярко-малиновый цвет - следовательно, Ca(OH)₂ является основанием.

Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂↓ + H₂

Реакция кальция с кислородом

Очень интересна реакция Ca и O₂, однако опыт нельзя выполнять в домашних условиях, так как он весьма опасен.

Рассмотрим реакцию кальция с кислородом, а именно горение этого вещества на воздухе.

Внимание! Не пытайтесь повторить этот опыт самостоятельно! вы найдете безопасные опыты по химии, которые можно проводить дома.

В качестве источника кислорода возьмем нитрат калия KNO₃. Если кальций хранился в керосиновой жидкости, то перед опытом его нужно очистить при помощи горелки, подержав над пламенем. Далее кальций опускают в порошок KNO₃. Затем кальций с нитратом калия нужно поместить в пламя горелки. Происходит реакция разложения нитрата калия на нитрит калия и кислород. Выделяющийся кислород поджигает кальций, и пламя окрашивается в красный цвет.

KNO₃ → KNO₂ + O₂

2Ca + O₂ → 2CaO

Стоит отметить, что кальций реагирует с некоторыми элементами только при нагревании, к ним относятся: , сера, бор, азот и другие.