Признаки и причины нарушения азотфиксации у бобовых

Иннокуляцию не проводили - растение желтеет, нет клубеньков (в почве нет нужных штаммов)

- растение желтеет, много мелких белых клубеньков (в почве нет

активных симбионтов).

- Растения зеленые, клубеньков нет (в почве много азота, эффективных штаммов нет)

- Растение зеленое, много активных клубеньков (в почве много активных штаммов, нет

необходимости в искусственной инокуляции).

- Растение зеленое, клубеньков мало (почва богата азотом, есть активные штаммы)

Инокуляция проведена - Растение желтеет, клубеньков нет (бактерии погибли, либо выбран неправильный штамм)

- Растение ярко-зеленое, клубеньки мелкие, белые (в почве много азота)

- Растение зеленое, много клубеньков, розовых внутри.

Закон Либиха - «Урожай растений определяет элемент, находящийся в минимуме, хотя бы и все другие элементы были в оптимуме."

Азотный обмен в растениях

Растение лучше растет и развивается, когда обе неорганические формы азота (NH₄⁺, NO₃⁺) присутствуют в почве. Использование какой-либо одной формы – аммония или нитрата неблагоприятно влияет на соотношение катионов и анионов в клетке, а также на клеточный рН.

Сложная система транспорта, присоединения и распределения контролирует потребление азота.

Поступление ионов в растение –перенос через белковые каналы в ЦПМ.

Система, отвечающая за потребление нитратов растением, состоит из 2-х подсистем – системы с низким сродством к аниону (так называемый анионный канал) и проводящей системы с высоким сродством к аниону. Последняя регулируется клеточной АТФ и зависит от электрохимического градиента протона водорода.

Превращение нитрат-иона в растении –

Фотосинтез ® Сахариды

¯

Дыхание

АТФ Кето- и непредельные к-ты

¯ ¯

NO₃ ® NO₂ ® NH₃ ® Аминокислоты

Аминирование кетокислот

COOH-CO-CH₂-COOH (+NH₃, -H₂0) ® COOH-C=NH-CH₂-COOH (+Н₂) ® COOH-CHNH₂-CH₂-COOH

Щавелевоуксусная к-та Иминощавелевоуксусная к-та Аспарагиновая к-та

Аминирование непредельных кислот (прямое аминирование)

COOH-CH=CH-COOH (+NH₃, аспартаза) ®COOH-CH₂-CHNH₂-COOH

Фумаровая к-та Аспарагиновая к-та

Амиды аминодикарбоновых кислот

COOH-CH₂-CHNH₂-COOH (+ NH₃, –H₂O) ®COOH-CH₂-CHNH₂-CONH₂

Аспарагиновая к-та Аспарагин

Переаминирование

COOH-CH₂-CHNH₂-COOH + CH₃-CO-COOH (+аминотрансфераза) ®

Аспарагиновая к-та Пировиноградная к-та

CH₃-CHNH₂-COOH + CООH-CH₂-CO-COOH

Аланин Щавелевоуксусная к-та

2CH₃-CO-COOH + СО(NH₂)₂ ® CH₃-CHNH₂-COOH

Пировиноградная Мочевина Аланин

Связывание аммиака двухосновных кислотами

COOH + NH₃ ® COO-NH₄

| |

СООН СООН

Аминокислоты

В настоящее время известно около 90 аминокислот, 70 из них находятся в растениях в свободном состоянии и не входят в состав белков, а 20 аминокислот принимают участие в образовании белковой молекулы.

В растениях происходит не только синтез белков, но и их распад через аминокислоты до аммиака.