Vápník, hořčík a síra v rostlinných organismech. Co je vápník, reakce vápníku s kyslíkem Heterogenní reakce vápníku a síry

Makronutrienty se nazývají prvky, které mohou být ve složení rostliny obsaženy v celých procentech nebo v desetinách procenta. Patří sem fosfor, dusík, kationty – draslík, síra, vápník, hořčík, přičemž železo je mezičlánkem mezi mikro a makro prvky.

Prvek je rostlinou dokonale absorbován ze solí kyseliny amonné a dusičné. Je hlavní živinou kořenů, protože je součástí bílkovin v živých buňkách. Molekula proteinu má složitou strukturu, je z ní postavena protoplazma, obsah dusíku se pohybuje od 16 % do 18 %. Protoplazma je živá látka, ve které probíhá hlavní fyziologický proces, totiž respirační metabolismus. Jen díky protoplazmě dochází ke komplexní syntéze organických látek. Dusík je také součástí nukleové kyseliny, která je součástí jádra a v kombinaci i nositelem dědičnosti. Velký význam prvku je dán tím, že tento makroprvek je součástí chlorofylové zeleně, na tomto pigmentu závisí proces fotosyntézy, dále je součástí některých enzymů regulujících metabolické reakce a řady různých vitamínů. Malé množství dusíku lze nalézt v anorganickém prostředí. Při nedostatku světla nebo nadbytku výživy dusíkem se mohou dusičnany hromadit v buněčné míze.

Většina forem dusíku se v rostlině přemění na sloučeniny amoniaku, které při reakci s organickými kyselinami tvoří amidy asparaginu, aminokyseliny a glutamin. Amoniakální dusík se v rostlině nejčastěji nehromadí ve velkém množství. To lze pozorovat pouze při nedostatečném množství sacharidů, v takových podmínkách je rostlina není schopna zpracovat na neškodné látky – glutamin a asparagin. Nadbytek amoniaku v tkáních může vést k jejich přímému poškození. Tuto okolnost je třeba vzít v úvahu při pěstování rostliny v zimě ve skleníku. Vysoký podíl amoniakálního dusíku v živném substrátu a nedostatečné osvětlení, které může zpomalit proces fotosyntézy, může také vést k poškození listového parenchymu vysokým obsahem amoniaku.

Rostliny potřebují dusík během celého vegetačního období, protože stále budují nové části. Při nedostatku dusíku rostlina začíná špatně růst. Nové výhonky se netvoří, velikost listů se zmenšuje. Pokud ve starých listech chybí dusík, chlorofyl v nich je zničen, kvůli tomu se listy stanou světle zelenými, pak žloutnou a odumírají. Při akutním hladovění střední vrstvy listů zežloutnou a horní bledě zelené. S tímto jevem se lze snadno vypořádat. K tomu je třeba pouze přidat dusičnanovou sůl do živin, takže po 5 nebo 6 dnech se listy zbarví tmavě zelené a rostlina pokračuje ve vytváření nových výhonků.

Tento prvek může být rostlinou absorbován pouze v oxidované formě - aniont SO4. V této rostlině se velké množství sulfátového aniontu redukuje na skupiny -S-S- a -SH. V takových skupinách je síra součástí bílkovin a aminokyselin. Prvek je součástí některých enzymů, také enzymů zapojených do dýchacího procesu. Sloučeniny síry následně výrazně ovlivňují metabolické procesy a tvorbu energie.

Síra je také přítomna v buněčné míze jako síranový iont. Při rozkladu sloučenin obsahujících síru za účasti kyslíku se síra oxiduje na síran. Pokud kořen odumírá kvůli nedostatku kyslíku, pak se sloučeniny obsahující síru rozkládají na sirovodík, který je pro živé kořeny jedovatý. To je jeden z důvodů odumírání celého kořenového systému s nedostatkem kyslíku a jeho zaplavení. Pokud je síry nedostatek, pak se stejně jako u dusíku vyřeší chlorofyl, ale listy svrchních vrstev jsou mezi prvními, které pociťují nedostatek síry.

Tento prvek je absorbován pouze v oxidované formě pomocí solí kyselin fosforečných. Prvek se nachází i ve složení bílkovin (komplex) – nukleoproteiny, jsou to nejdůležitější látky plazmy a jádra. Fosfor je také součástí tukových látek a fosfatidy, které hrají důležitou roli při tvorbě membránových povrchů v buňce, jsou součástí některých enzymů a dalších účinných látek. Prvek hraje důležitou roli při aerobním dýchání a glykolýze. Energie, která se při těchto procesech uvolňuje, se akumuluje ve formě fosfátových vazeb a následně se využívá k syntéze mnoha látek.

Fosfor se také účastní procesu fotosyntézy. Kyselinu fosforečnou nelze v rostlině redukovat, může se pouze vázat s jinými organickými látkami za vzniku esterů kyseliny fosforečné. Fosfor se přirozeně vyskytuje v ve velkém počtu a v buněčné šťávě se hromadí pomocí minerálních solí, které jsou rezervním fondem fosforu. Tlumící vlastnosti solí kyseliny fosforečné jsou schopny regulovat kyselost v buňce a udržovat příznivou hladinu. Prvek je velmi potřebný pro růst rostliny. Pokud rostlina nejprve postrádá fosfor a poté po krmení fosforovými solemi může rostlina trpět zvýšeným příjmem tohoto prvku a porušením v důsledku tohoto metabolismu dusíku. Proto je velmi důležité zajistit dobré podmínky fosforová výživa v celém rozsahu životní cyklus rostliny.

Vápník, hořčík a draslík rostlina přijímá z různých solí (rozpustných), jejichž anionty nepůsobí toxicky. Jsou dostupné, když jsou v absorbované formě, jmenovitě jsou spojeny s nějakou nerozpustnou látkou, která má kyselé vlastnosti. Vápník a draslík po uvolnění do rostliny nesnášejí chemické přeměny, ale pro výživu jsou nezbytné. A nelze je nahradit jinými prvky, stejně jako nelze nahradit síru, dusík nebo fosfor.

Hlavní roli hraje hořčík, vápník a draslík spočívá v tom, že když jsou adsorbovány na koloidních částicích protoplazmy, vytvářejí kolem sebe zvláštní elektrostatické síly. Tyto síly hrají důležitou roli při utváření struktury živé hmoty, bez které se neobejde ani syntéza buněčných látek resp Týmová práce různé enzymy. Ionty přitom kolem sebe drží určitý počet molekul vody, a proto není celkový objem iontů stejný. Síly, které drží iont přímo na povrchu koloidní částice, také nejsou stejné. Je třeba poznamenat, že iont vápníku má nejmenší objem - je schopen se udržet na koloidním povrchu s větší silou. Největší objem má iont draslíku, proto je schopen vytvářet méně pevné adsorpční vazby a iont vápníku jej dokáže vytěsnit. Mezilehlá poloha byla obsazena hořčíkovým iontem. Vzhledem k tomu, že se během adsorpce ionty snaží udržet vodní obal, jsou to ony, kdo určuje schopnost koloidů zadržovat vodu a obsah vody. Pokud je přítomen draslík, zvyšuje se schopnost tkáně zadržovat vodu a s vápníkem se snižuje. Z výše uvedeného vyplývá, že při tvoření vnitřní struktury důležitý je poměr různých kationtů, nikoli jejich absolutní obsah.

V rostlinách je prvek obsažen ve větším množství než jiné kationty, zejména ve vegetativních částech. Nejčastěji se nachází v buněčné míze. Hodně je ho i v mladých buňkách, které jsou bohaté na protoplazmu, značné množství draslíku v adsorbovaném stavu. Prvek je schopen ovlivňovat plazmatické koloidy, zkapalňuje protoplazmu (zvyšuje její hydrofilitu). Draslík je také katalyzátorem mnoha syntetických procesů: obvykle katalyzuje syntézu jednoduchých makromolekulárních látek, přispívá k tvorbě škrobu, bílkovin, sacharózy a tuků. Pokud je pozorován nedostatek draslíku, může narušit syntetizační procesy a v rostlině se začnou hromadit aminokyseliny, glukóza a další produkty rozpadu. Pokud je nedostatek draslíku, vytvoří se na listech spodní vrstvy okrajová pojistka - to je, když okraje desky v blízkosti listu odumírají, poté se listy stanou klenutými a tvoří se na nich hnědé skvrny. Nekróza nebo hnědé skvrny jsou spojeny s tvorbou kadaverózního jedu v rostlinných tkáních a porušením metabolismu dusíku.

Prvek musí být do závodu dodáván během celého životního cyklu. Velká část tohoto prvku se nachází v buněčné míze. Tento vápník se nijak zvlášť nepodílí na metabolických procesech, pomáhá neutralizovat přebytečné kyseliny organické povahy. Druhá část vápníku je v plazmě – zde vápník funguje jako antagonista draslíku, působí v opačném směru než draslík, tzn. zvyšuje viskozitu a snižuje hydrofilní vlastnosti plazmatických koloidů. Aby procesy probíhaly normálním způsobem, je důležitý poměr vápníku a draslíku přímo v plazmě, protože tento poměr určuje koloidní charakteristiky plazmy. Vápník se nachází v jaderné látce, proto je velmi důležitý v procesu buněčného dělení. Hraje také důležitou roli při tvorbě různých buněčných membrán, přičemž největší roli hraje při tvorbě stěn kořenových vlásků, kam se dostává jako pektát. Pokud není vápník v živném substrátu přítomen, jsou růstové body kořenových a nadzemních částí ovlivněny rychlostí blesku, protože vápník není transportován ze starých do mladých částí. Dochází ke slizení kořenů, přičemž jejich růst je abnormální nebo se úplně zastaví. Při pěstování v umělé kultuře s použitím vody z vodovodu je absence vápníku vzácná.

Prvek vstupuje do rostliny méně než vápník nebo draslík. Jeho role je však velmi důležitá, protože prvek je součástí chlorofylu (1/10 veškerého hořčíku v buňce je v chlorofylu). Prvek je životně důležitý – nezbytný pro organismy bez chlorofylu a jeho role nekončí fotosyntetickými procesy. Hořčík je základním prvkem potřebným pro respirační metabolismus a katalyzuje a transportuje mnoho různých fosfátových vazeb. Vzhledem k tomu, že fosfátové vazby, které jsou bohaté na energii, se účastní mnoha syntetizačních procesů, bez tohoto prvku se prostě neobejdou. Při nedostatku hořčíku jsou molekuly chlorofylu zničeny, ale žilnatina listů zůstává zelená a tkáňové oblasti umístěné mezi žilkami jsou bledší. Toto se nazývá nepravidelná chloróza a je zcela běžné, když má rostlina nedostatek hořčíku.

Prvek je rostlinou absorbován pomocí komplexních organických sloučenin a také ve formě solí (rozpustných). Celkový obsah železa v rostlině je nízký (setiny procenta). V rostlinných pletivech je železo zastoupeno organickými sloučeninami. Rovněž stojí za to vědět, že iont železa může volně přecházet z železnaté formy do oxidové formy nebo naopak. V důsledku toho se železo, které je součástí různých enzymů, podílí na redoxních procesech. Prvek je také součástí respiračních enzymů (cytochrom atd.).

V chlorofylu není železo, ale podílí se na jeho tvorbě. Při nedostatku železa se může vyvinout chloróza – při této nemoci se netvoří chlorofyl, listy žloutnou. Vzhledem k nízké pohyblivosti železa ve starých listech jej nelze transportovat do mladých listů. Chloróza proto obvykle začíná u mladých listů.

Při nedostatku železa prochází změnou i fotosyntéza – zpomaluje se růst rostliny. Abyste zabránili chloróze, musíte do živného substrátu přidat železo nejpozději do 5 dnů po propuknutí tohoto onemocnění, pokud to uděláte později, pak je pravděpodobnost zotavení velmi malá.

V dávných dobách lidé používali sloučeniny vápníku pro stavbu. V podstatě se jednalo o uhličitan vápenatý, který byl v horninách, nebo produkt jeho pálení – vápno. Byl použit i mramor a sádra. Dříve se vědci domnívali, že vápno, což je oxid vápenatý, je jednoduchá látka. Tato mylná představa existovala až do konce 18. století, dokud Antoine Lavoisier nevyslovil své domněnky o této látce.

Těžba vápna

Na začátku 19. století anglický vědec Humphrey Davy objevil pomocí elektrolýzy čistý vápník. Navíc dostal amalgám vápníku z hašeného vápna a oxidu rtuťnatého. Poté, po destilaci rtuti, získal kovový vápník.

Reakce vápníku s vodou je prudká, ale není doprovázena vznícení. Díky hojnému uvolňování vodíku se deska s vápníkem bude pohybovat vodou. Vzniká také látka – hydroxid vápenatý. Pokud se do kapaliny přidá fenolftalein, změní se na jasně karmínovou - proto je Ca(OH)₂ zásada.

Ca + 2H20 -> Ca(OH)233 + H2

Reakce vápníku s kyslíkem

Reakce Ca a O₂ je velmi zajímavá, ale experiment nelze provádět doma, protože je velmi nebezpečný.

Zvažte reakci vápníku s kyslíkem, konkrétně spalování této látky ve vzduchu.

Pozornost! Nesnažte se sami opakovat tuto zkušenost! najdete bezpečné chemické experimenty, které můžete dělat doma.

Jako zdroj kyslíku vezměme dusičnan draselný KNO₃. Pokud byl vápník uložen v petrolejové kapalině, musí být před experimentem vyčištěn hořákem a držen nad plamenem. Dále se vápník ponoří do prášku KNO₃. Poté je třeba do plamene hořáku umístit vápník s dusičnanem draselným. Dusičnan draselný se rozkládá na dusitan draselný a kyslík. Uvolněný kyslík zapálí vápník a plamen zčervená.

KNO₃ → KNO₂ + O₂

2Ca + O₂ → 2CaO

Stojí za zmínku, že vápník reaguje s některými prvky pouze při zahřátí, mezi ně patří: síra, bór, dusík a další.

Ve vztahu k vápníku se rostliny dělí do tří skupin: kalciofobní, kalciofobní a neutrální druhy. Obsah vápníku v rostlinách je 0,5 - 1,5 % hmotnosti sušiny, ale ve zralých pletivech kalcifilních rostlin může dosáhnout 10 %. Nadzemní části akumulují více vápníku na jednotku hmotnosti než kořeny.

Chemické vlastnosti vápníku jsou takové, že snadno tvoří dostatečně pevné a zároveň labilní komplexy s kyslíkatými sloučeninami makromolekul. Vápník může vázat intramolekulární místa proteinů, což vede ke změně konformace, a tvořit můstky mezi komplexními sloučeninami lipidů a proteinů v membráně nebo pektinovými sloučeninami v buněčné stěně, čímž je zajištěna stabilita těchto struktur. Proto se s nedostatkem vápníku prudce zvyšuje tekutost membrán, jsou také narušeny procesy membránového transportu a bioelektrogeneze, inhibuje se buněčné dělení a prodlužování a zastavují se procesy tvorby kořenů. Nedostatek vápníku vede k bobtnání pektinových látek a narušení struktury buněčných stěn. Na plodech se objevuje nekróza. Listové čepele jsou přitom ohnuté a zkroucené, hroty a okraje listů na začátku zbělají a následně zčernají. Kořeny, listy a části stonku hnijí a odumírají. Nedostatkem vápníku trpí především mladá meristematická pletiva a kořenový systém.

Ionty Ca 2+ hrají důležitou roli při regulaci příjmu iontů rostlinnými buňkami. Nadbytečný obsah mnoha kationtů toxických pro rostliny (hliník, mangan, železo atd.) lze neutralizovat vazbou na buněčnou stěnu a vytěsněním iontů Ca 2+ z ní do roztoku.

Vápník hraje důležitou roli v procesech buněčné signalizace jako druhý posel. Ionty Ca 2+ mají univerzální schopnost vést nejrůznější signály, které mají primární vliv na buňku – hormony, patogeny, světelné, gravitační a stresové vlivy. Rysem přenosu informace v buňce pomocí Ca 2+ iontů je vlnový způsob přenosu signálu. Ca-vlny a Ca-oscilace zahájené v určitých oblastech buněk jsou základem vápníkové signalizace v rostlinných organismech.

Cytoskelet je velmi citlivý na změny obsahu cytosolického vápníku. Lokální změny koncentrace Ca 2+ iontů v cytoplazmě hrají mimořádně důležitou roli při skládání (a rozkladu) aktinových a intermediálních filament a při organizaci korových mikrotubulů. Na vápníku závislé fungování cytoskeletu probíhá v procesech, jako je cyklóza, bičíkový pohyb, buněčné dělení a růst polárních buněk.

Síra je jednou z hlavních živin potřebných pro život rostlin. Její obsah v rostlinných pletivech je relativně nízký a činí 0,2 - 1,0 % vztaženo na sušinu Síra se do rostlin dostává pouze v oxidované formě - ve formě síranového iontu. Síra se v rostlinách vyskytuje ve dvou formách – oxidovaná a redukovaná. Hlavní část síranu absorbovaného kořeny se přes xylémové cévy přesouvá do nadzemní části rostliny do mladých pletiv, kde se intenzivně zapojuje do metabolismu. Jakmile je sulfát v cytoplazmě, redukuje se za vzniku sulfhydrylových skupin organických sloučenin (R-SH). Z listů se mohou sírany a redukované formy síry přesouvat akropetálně i bazipetálně do rostoucích částí rostliny a zásobních orgánů. V semenech se síra nachází především v organické formě. Podíl síranu je u mladých listů minimální a prudce se zvyšuje s jejich stárnutím v důsledku degradace bílkovin. Síra, stejně jako vápník, není schopna opětovného využití, a proto se hromadí ve starých rostlinných pletivech.

Sulfhydrylové skupiny jsou součástí aminokyselin, lipidů, koenzymu A a některých dalších sloučenin. Potřeba síry je zvláště vysoká u rostlin bohatých na bílkoviny, jako jsou luštěniny a brukvovité rostliny, které ve velkém množství syntetizují hořčičné oleje obsahující síru. Je součástí aminokyselin cysteinu a methioninu, které lze nalézt jak ve volné formě, tak jako součást bílkovin.

Jedna z hlavních funkcí síry je spojena s tvorbou terciární struktury proteinů v důsledku kovalentních vazeb disulfidových můstků vytvořených mezi cysteinovými zbytky. Je součástí řady vitamínů (kyselina lipoová, biotin, thiamin). Další důležitou funkci síra je udržovat určitou hodnotu redox potenciálu buňky pomocí vratných přeměn:

Nedostatečný přísun síry rostlinám inhibuje syntézu bílkovin, snižuje intenzitu fotosyntézy, rychlost růstových procesů. Vnějšími příznaky nedostatku síry jsou bledé a zažloutlé listy, které se projevují nejdříve na nejmladších výhonech.

Hořčík z hlediska obsahu v rostlinách zaujímá čtvrté místo za draslíkem, dusíkem a vápníkem. U vyšších rostlin je jeho průměrný obsah v přepočtu na sušinu 0,02 - 3,1 %, u řas 3,0 - 3,5 %. Zejména hodně v mladých buňkách, generativních orgánech a zásobních tkáních. Hromadění hořčíku v rostoucích pletivech je usnadněno jeho relativně vysokou mobilitou v rostlině, která umožňuje reutilizaci tohoto kationtu ze stárnoucích orgánů. Stupeň opětovného využití hořčíku je však mnohem nižší než u dusíku, fosforu a draslíku, protože část tvoří oxaláty a pektáty, které jsou nerozpustné a nemohou se rostlinou pohybovat.

V semenech je většina hořčíku ve složení fytinu. Asi 10-15% Mg je součástí chlorofylu. Tato funkce hořčíku je jedinečná a žádný jiný prvek ji v molekule chlorofylu nenahradí. Účast hořčíku na metabolismu rostlinné buňky je spojena s jeho schopností regulovat práci řady enzymů. Hořčík je kofaktor téměř pro každého. enzymy, které katalyzují přenos fosfátových skupin, jsou nezbytné pro činnost mnoha enzymů glykolýzy a Krebsova cyklu, stejně jako alkoholové a mléčné fermentace. Hořčík v koncentraci alespoň 0,5 mM je nutný pro tvorbu ribozomů a polysomů, aktivaci aminokyselin a syntézu proteinů. Se zvýšením koncentrace hořčíku v rostlinných buňkách se aktivují enzymy podílející se na metabolismu fosfátů, což vede ke zvýšení obsahu organických a anorganických forem sloučenin fosforu v tkáních.

Rostliny trpí hladověním hořčíkem především na písčitých a podzolových půdách. Jeho nedostatek ovlivňuje především metabolismus fosforu a tím i energii rostliny, i když jsou fosforečnany v živném substrátu přítomny v dostatečném množství. Nedostatek hořčíku také inhibuje přeměnu monosacharidů na polysacharidy a způsobuje vážné poruchy v syntéze bílkovin. Hořčíkové hladovění vede k narušení struktury plastidů – grana se slepí, lamely stromatu se lámou a nevytvoří jedinou strukturu, místo nich se objevuje mnoho váčků.

Vnějším příznakem nedostatku hořčíku je interveinální chloróza, spojená s výskytem skvrn a pruhů světle zelené a poté žluté mezi žilkami zelených listů. Okraje listových čepelí se zbarví žlutě, oranžově, červeně nebo tmavě červeně. Příznaky hladovění hořčíkem se nejprve objevují na starých listech, poté se rozšíří na mladé listy a rostlinné orgány a listové plochy přiléhající k cévám zůstávají déle zelené.

DEFINICE

sulfid vápenatý- průměrná sůl tvořená silnou zásadou - hydroxidem vápenatým (Ca (OH) 2) a slabou kyselinou - sirovodíkem (H 2 S). Vzorec je CaS.

Molární hmotnost - 72g / mol. Je to bílý prášek, který dobře absorbuje vlhkost.

Hydrolýza sulfidu vápenatého

Hydrolyzováno na aniontu. Povaha média je zásaditá. Teoreticky je možný druhý krok. Hydrolyzační rovnice vypadá takto:

První etapa:

CaS ↔ Ca 2+ + S 2- (disociace soli);

S 2- + HOH ↔ HS - + OH - (aniontová hydrolýza);

Ca 2+ + S 2- + HOH ↔ HS - + Ca 2+ + OH - (rovnice v iontové formě);

2CaS + 2H 2 O ↔ Ca(HS) 2 + Ca(OH) 2 ↓ (molekulární rovnice).

Druhý krok:

Ca (HS) 2 ↔ Ca 2+ + 2HS - (disociace soli);

HS - + HOH ↔H 2 S + OH - (aniontová hydrolýza);

Ca 2+ + 2HS - + HOH ↔ H 2 S + Ca 2+ + OH - (rovnice v iontové formě);

Ca(HS) 2 + 2H 2 O ↔ 2H 2 S + Ca(OH) 2 ↓ (molekulární rovnice).

Příklady řešení problémů

PŘÍKLAD 1

Cvičení	Při zahřívání sulfidu vápenatého dochází k jeho rozkladu, což má za následek tvorbu vápníku a síry. Vypočítejte hmotnosti reakčních produktů, pokud bylo 70 g sulfidu vápenatého obsahujícího 20 % nečistot podrobeno kalcinaci.
Řešení	Napíšeme rovnici pro reakci kalcinace sulfidu vápenatého: Najděte hmotnostní zlomek čistého (bez nečistot) sulfidu vápenatého: co(CaS) = 100 % - co nečistota = 100-20 = 80 % = 0,8. Najděte hmotnost sulfidu vápenatého, který neobsahuje nečistoty: m(CaS) = m nečistoty (CaS) x co(CaS) = 70 x 0,8 = 56 g. Stanovme počet molů sulfidu vápenatého neobsahujícího nečistoty (molární hmotnost - 72 g / mol): υ (CaS) \u003d m (CaS) / M (CaS) \u003d 56/72 \u003d 0,8 mol. Podle rovnice υ (CaS) = υ (Ca) = υ (S) = 0,8 mol. Najděte hmotnost reakčních produktů. Molární hmotnost vápníku je - 40 g / mol, síra - 32 g / mol. m(Ca)= a(Ca)xM(Ca)= 0,8x40 = 32 g; m(S)= a(S)xM(S)= 0,8x32 = 25,6 g.
Odpovědět	Hmotnost vápníku je 32 g, síra - 25,6 g.

PŘÍKLAD 2

Cvičení	Směs skládající se z 15 g síranu vápenatého a 12 g uhlí byla kalcinována při teplotě 900 o C. Výsledkem bylo vytvoření sulfidu vápenatého a uvolnění oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého. Vypočítejte hmotnost sulfidu vápenatého.
Řešení	Napíšeme reakční rovnici pro interakci síranu vápenatého a uhlí: CaS04 + 4C \u003d CaS + 2CO + CO2. Najděte počet molů výchozích látek. Molární hmotnost síranu vápenatého je 136 g/mol, uhlí 12 g/mol. υ (CaS04) \u003d m (CaS04) / M (CaS04) \u003d 15/136 \u003d 0,11 mol; υ (C) \u003d m (C) / M (C) \u003d 12/12 \u003d 1 mol. Nedostatek síranu vápenatého (υ (CaSO 4)<υ(C)). Согласно уравнению реакции υ(CaSO 4)=υ(CaS) =0,11 моль. Найдем массу сульфида кальция (молярная масса – 72 г/моль): m(CaS)= υ(CaS)xM(CaS)= 0,11x72 = 7,92 g.
Odpovědět	Hmotnost sulfidu vápenatého je 7,92 g.

Se zvyšujícími se výnosy roste význam zajištění polí dostatečným množstvím každé ze 17 základních živin. Zejména díky řadě faktorů vzrostla potřeba vápníku, hořčíku a síry. V tomto ohledu klademe doporučení amerických konzultantů na zavádění mezoelementů.

Aplikace hnojiv, která neobsahují mezoprvky. Obvykle se hnojení provádí hnojivy, která neobsahují hořčík ani síru: fosforečnan amonný, močovina, dusičnan amonný, dusík, fosfor nebo chlorid draselný. Z tohoto důvodu je nedostatek síry nebo hořčíku. Tato hnojiva, stejně jako monoamoniumfosfát a bezvodý amoniak, neobsahují vůbec žádný vápník, hořčík ani síru. Ze všech běžných hnojiv pouze trojitý superfosfát obsahuje 14 % vápníku a neobsahuje žádný hořčík ani síru.

Růst výnosu. Výnosy se za poslední desetiletí výrazně zvýšily. Kukuřice s výnosem 12,5 t/ha spotřebuje 70 kg/ha hořčíku a 37 kg/ha síry. Pro srovnání: při výnosu 7,5 t/ha se hořčík odebere 33 kg/ha a síra - 22 kg/ha.

Snížení používání pesticidů obsahujících síru. Dříve se zemědělci mohli spolehnout na zdroj síry, jako jsou insekticidy a fungicidy. Mnoho z těchto pesticidů bylo nyní nahrazeno produkty, které neobsahují síru.

Omezení emisí do atmosféry. V USA jsou emise z metalurgických pecí a elektráren omezené. V mnoha jiných zemích se emise síry do atmosféry ze spalování plynu v domácích a průmyslových kotlích snížily. V moderních autech navíc katalyzátory pohlcují síru, která se dříve dostala do atmosféry spolu s výfukovými plyny. Všechny tyto faktory snížily návrat síry do půdy spolu se srážkami.

Odstraňování mezoelementů s výnosem, kg/ha

kultura	produktivita, cent/ha
kukuřice
rajčata
cukrovka

Vápník

Vápníku je věnována nedostatečná pozornost při přípravě schémat hnojení mnoha vysoce výnosných a ovocných plodin. Výjimkou jsou rajčata a arašídy, které při pěstování vyžadují dobrou výživu vápníkem.

V půdě vápník nahrazuje vodíkové ionty na povrchu půdních částic, když se přidá vápno pro snížení kyselosti. Je nezbytný pro mikroorganismy, které přeměňují zbytky plodin na organickou hmotu, uvolňují živiny a zlepšují strukturu půdy a schopnost zadržovat vodu. Vápník pomáhá vydělávat uzlíky vázající dusík.

Funkce vápníku v rostlině:

vápník spolu s hořčíkem a draslíkem pomáhá neutralizovat organické kyseliny vznikající v důsledku buněčného metabolismu v rostlinách;

zlepšuje vstřebávání dalších živin kořeny a jejich transport rostlinou;

aktivuje řadu enzymových systémů, které regulují růst rostlin;

napomáhá přeměně dusičnanového dusíku na formy nezbytné pro tvorbu bílkovin;

nezbytné pro tvorbu buněčných stěn a normální buněčné dělení;

zlepšuje odolnost vůči chorobám.

nedostatek vápníku

Nedostatek vápníku se nejčastěji vyskytuje v kyselých, písčitých půdách v důsledku vyplavování z dešťové nebo závlahové vody. Není to typické pro půdy, kde bylo přidáno dostatečné množství vápna pro optimalizaci úrovně pH. S rostoucí kyselostí půdy se růst rostlin stává obtížnější kvůli zvýšení koncentrace toxických prvků - hliníku a / nebo manganu, ale ne kvůli nedostatku vápníku. Analýza půdy a přiměřené vápnění je nejlepší způsob, jak se těmto problémům vyhnout.

Nedostatku vápníku se lze vyhnout pravidelným rozborem půdy a úpravou kyselosti aplikací optimálních dávek vápna. Je nutné dodržovat vyváženou aplikaci vápníku, hořčíku a draslíku. Mezi těmito prvky existuje antagonismus: předávkování jednoho vede k nedostatku nebo neutralizaci druhého. Kromě toho musí být vápník aplikován z nějakého důvodu, ale v určitých fázích, aby byly zajištěny určité funkce rostliny.

Zdroje vápníku

Dobré vápnění účinně poskytuje vápník většině plodin. Vysoce kvalitní kalcitové vápno je účinné, když je vyžadována úprava pH. Pokud je také nedostatek hořčíku, lze použít dolomitické vápence nebo kalcitové vápence spolu se zdrojem hořčíku, jako je síran draselný. Sádra (síran vápenatý) je zdrojem vápníku při vhodné úrovni pH.

Hlavní zdroje vápníku

Hořčík

Rostliny potřebují k růstu energii. Pšenice a další plodiny potřebují hořčík pro fotosyntézu. Hořčík je základní složkou molekul chlorofylu: každá molekula obsahuje 6,7 % hořčíku.

Hořčík také působí jako přenašeč fosforu v rostlině. Je nezbytný pro buněčné dělení a tvorbu bílkovin. Absorpce fosforu je nemožná bez hořčíku a naopak. Hořčík je tedy nezbytný pro metabolismus fosfátů, dýchání rostlin a aktivaci řady enzymových systémů.

Hořčík v půdě

Zemská kůra obsahuje 1,9 % hořčíku, převážně ve formě minerálů obsahujících hořčík. Postupným zvětráváním těchto minerálů se část hořčíku stává dostupnou pro rostliny. Zásoby dostupného hořčíku v půdě jsou někdy vyčerpány nebo vyčerpány v důsledku vyluhování, absorpce rostlinami a chemických reakcí výměny.

Dostupnost hořčíku rostlinám často závisí na pH půdy. Studie ukázaly, že dostupnost hořčíku pro rostliny klesá při nízkých hodnotách pH. Na kyselých půdách s pH nižším než 5,8 ovlivňuje přebytek vodíku a hliníku dostupnost hořčíku a jeho příjem rostlinami. Při vysokém pH (vyšším než 7,4) může přebytek vápníku narušovat příjem hořčíku rostlinami.

Písčité půdy s nízkou kapacitou výměny kationtů mají nízkou schopnost zásobovat rostliny hořčíkem. Aplikace s vysokým obsahem vápníku vápna mohou zhoršit nedostatek hořčíku tím, že podporují růst rostlin a zvyšují požadavky na hořčík. Vysoké aplikační dávky amonia a draslíku mohou narušit nutriční rovnováhu v důsledku účinku iontové konkurence. Hranice, pod kterou je obsah výměnného hořčíku považován za nízký a aplikace hořčíku je oprávněná, je 25-50 ppm nebo 55-110 kg/ha.

U půd s kapacitou výměny kationtů větší než 5 mEq na 100 g by měl být poměr vápníku a hořčíku v půdě udržován přibližně na 10 : 1. U písčitých půd s kapacitou výměny kationtů 5 mEq nebo méně by měl být poměr vápníku k hořčíku v půdě udržován na přibližně 10 : 1. poměr by měl být udržován přibližně na úrovni 5:1.

Jak kompenzovat nedostatek hořčíku

Pokud listová analýza odhalí nedostatek hořčíku ve vegetativní rostlině, lze jej kompenzovat dodáním hořčíku v rozpustné formě spolu s dešťovou nebo závlahovou vodou. Díky tomu je hořčík dostupný pro kořenový systém a jeho příjem rostlinami. Malé dávky hořčíku lze aplikovat i přes list, aby se upravil obsah tohoto prvku nebo zabránil jeho nedostatku. Je však lepší přidat hořčík do půdy před setím nebo předtím, než plodina začne aktivně růst.

Zdroje hořčíku

látka		rozpustnost ve vodě
dolomitický vápenec
chlorid hořečnatý
hydroxid hořečnatý
dusičnan hořečnatý		+
oxid hořečnatý		-
Síran hořečnatý

Síra

Síra v půdě

Zdrojem síry pro rostliny v půdě je organická hmota a minerály, ale často jich nestačí nebo jsou ve formě nepřístupné pro vysoce výnosné plodiny. Většina půdní síry je vázána v organické hmotě a není rostlinám dostupná, dokud není půdními bakteriemi přeměněna na síranovou formu. Tento proces se nazývá mineralizace.

Sírany jsou v půdě stejně pohyblivé jako dusík ve formě dusičnanů a v některých typech půd mohou být vyplavovány z kořenové zóny silnými srážkami nebo zavlažováním. Sírany se mohou s odpařováním vody přesouvat zpět na povrch půdy, s výjimkou písčitých nebo hrubých půd, kde jsou kapilární póry porušeny. Mobilita síranové síry ztěžuje měření jejího obsahu v půdních analýzách a použití takových analýz k predikci potřeby aplikace síry.

Síra je obsažena ve větší míře jílovitými půdními částicemi než dusičnanovým dusíkem. Intenzivní deště na začátku jara mohou smýt síru z ornice a vázat ji na dně, pokud je ornice písčitá a dno jílovité. Proto plodiny, které rostou v takových půdách, mohou vykazovat příznaky nedostatku síry v raných fázích vegetačního období, ale jak kořeny pronikají do spodních vrstev půdy, může tento nedostatek vymizet. Na půdách, které jsou v celém profilu písčité, s malou nebo žádnou vrstvou jílu, budou plodiny dobře reagovat na aplikaci síry.

Síra v rostlinách

Síra je součástí každé živé buňky a je nezbytná pro syntézu některých aminokyselin (cystein a methionin) a bílkovin. Síra je také důležitá pro fotosyntézu a odolnost plodin. Kromě toho je síra důležitá pro proces přeměny dusičnanového dusíku na aminokyseliny.

Nedostatek síry

Při vizuální analýze je nedostatek síry často zaměňován s nedostatkem dusíku. V obou případech dochází k opoždění růstu provázené celkovým žloutnutím listů. Síra v rostlině je nehybná a nepřechází ze starých do mladých listů. Při nedostatku síry často nejprve žloutnou mladé listy, zatímco při nedostatku dusíku starší. Pokud nedostatek není příliš akutní, nemusí se jeho příznaky vizuálně projevit.

Nejspolehlivějším způsobem, jak diagnostikovat nedostatek síry, je analýza vzorků rostlin na přítomnost síry i dusíku. Normální obsah síry v rostlinných tkáních většiny plodin se pohybuje od 0,2 do 0,5 %. Optimální úroveň poměru mezi dusíkem a sírou je od 7 : 1 do 15 : 1. Pokud poměr překročí výše uvedené limity, může to signalizovat nedostatek síry, ale pro přesnou diagnózu je třeba tento ukazatel zvážit v kombinaci s absolutní ukazatele dusíku a síry.

V podmínkách nedostatku síry se může hromadit dusík ve formě dusičnanů. Akumulace dusičnanů v rostlině může zabránit tvorbě semen u některých plodin, jako je řepka. Pro zdraví rostlin je proto důležité vyrovnat obsah síry s obsahem dusíku.

Plodiny jako vojtěška nebo kukuřice, které produkují vysoké výnosy sušiny, vyžadují nejvyšší dávky síry. Také brambory a mnohé zeleninové plodiny potřebují síru ve velkém množství a produkují lepší ovoce, když se používají hnojiva obsahující síru. Bez vyvážené sirné stravy mohou plodiny, které dostávají vysoké dávky dusíkatých hnojiv, trpět nedostatkem síry.

Zdroje síry

Závlahová voda může někdy obsahovat značné množství síry. Například, když obsah síranové síry v závlahové vodě překročí 5 ppm, neexistuje žádný předpoklad pro výskyt nedostatku síry. Většina hnojiv obsahujících síru jsou sírany, které mají střední až vysokou rozpustnost ve vodě. Nejdůležitějším zdrojem ve vodě nerozpustné síry je elementární síra, kterou mohou mikroorganismy před použitím rostlinami oxidovat na sírany. K oxidaci dochází, když je půda teplá, má dostatečnou vlhkost, provzdušnění a velikost částic síry. Elementární síra je dobře absorbována půdou a poté plodinami.

Zdroje síry

druh hnojiva		rozpustnost ve vodě	zvýšená kyselost půdy
síran amonný
thiosíran amonný
polysulfid amonný
elementární síra	minimálně 85
Síran hořečnatý
normální superfosfát
síran draselný
thiosíran draselný
sírou potažený karbamid