Проблема нитратов в полевом растениеводстве и овощеводстве

реферат

2. Механизм трансформации нитратов в тканях растений

Растения способны усваивать из почвы нитраты, аммиак, аминокислоты и другие соединения азота, но основным источником азота для растений в основном являются нитраты. Почти в течение всего вегетационного периода в почвах преобладают процессы нитрификации: аммиак, образовавшийся в результате распада органических веществ или внесенный с удобрениями, превращается в нитраты. Необходимо отметить, что свободный аммиак ядовит для растений и поэтому обычно при питании аммонийными солями растения не накапливают свободный аммиак в тканях, а сразу же используют его на синтез аминокислот, белков или амидов, или же окисляют до нитратов, чтобы предотвратить отравление. Нитраты же могут накапливаться в растениях для дальнейшего использования в процессах ассимиляции. Так как исходное вещество для синтеза органических соединений - это аммиак, в растительных тканях нитраты восстанавливаются до нитритов и затем до аммиака:

HNO3 + 8H+ + 8e- NH3 + 3H2O

Процесс идет ступенчато через ряд промежуточных продуктов и катализируется несколькими ферментами. Сначала с помощью нитратредуктазы нитраты восстанавливаются до нитритов, схематически это можно представить так (реакция протекает в цитозоле):

Образующиеся нитриты являются очень активными и потенциально токсичными ионами, поэтому они сразу транспортируются из цитозоля в лейкопласты, где с помощью нитритредуктазы восстанавливаются до гипонитритов H2N2O2, далее - с помощью гипонитритредуктазы до гидроксимамина NH2OH, и под действием гидроксиламинредуктазы образуется аммиак. Таким образом, схема восстановления нитратов представляется в следующем виде:

Ферменты нитратвосстанавливающей системы - индуцированные ферменты, т.е. они интенсивно образуются в растении после поступления большого количества нитратов или продуктов их восстановления.

Конечный продукт восстановления, как было выяснено Д.Н.Прянишниковым, является глютаминовая кислота и её амид-глютамин, который является также запасной, обезвреживающей аммиак формой. За счет процессов аминирования и дезаминирования возможен синтез различных органических кислот и аминокислот.

Восстановление нитратов и нитритов до аммиака представляет собой универсальный процесс: он происходит и в высших зеленых растениях, способных к фотосинтезу, и в выросших в темноте и потому лишенных хлорофилла так называемых этиолированных растениях, а также у грибов и бактерий.

Делись добром ;)