Файл: Академика Д. Н. Прянишникова Агрохимический факультет Кафедра агрохимии Ответы на.doc

При аминировании ЩУК образуется аспарагиновая кислота:

COOH COOH

CH2 CH2

C=O + NH3 + 2НАДФ∙Н  CH-NH2 +H2O + 2НАДФ

COOH СООН
Подобным образом α-кетоглутаровая превращается в глутаминовую:
COOH COOH

CH2 CH2

CH2 CH2

C=O + NH3 + 2НАДФ∙Н  CH-NH2 +H2O + 2НАДФ

COOH СООН
ПВК в аланин:
CH3 CH3

C=O + NH3 + 2НАДФ∙H  CH-NH2 + H2O + 2НАДФ

CH3 COOH
Аспарагиновая и глютаминовые кислоты способны под действием специфических ферментов присоединять еще по 1 молекуле аммиака, образуя амиды: аспарагин и глютамин.
COOH CO-NH2

CH2 CH2

CH-NH2 + NH3  CH-NH2 +H2O

COOH COOH

Аспарагиновая Аспарагин

кислота
COOH CO-NH2

CH2 CH2

CH2 CH2

CH-NH2 + NH3  CH-NH2 +H2O

COOH COOH

Глютаминовая Глютамин

кислота
Включение аммиака в состав амидов приводит к его обезвреживанию, он находится в запасной форме, но по мере необходимости вновь используется для синтеза аминокислот. О большом значении аспарагина и глютамина в обмене веществ говорит также присутствие их в составе растительных белков.
Процессы переаминирования и дезаминирования.

Синтез всех остальных аминокислот растения выполняют путем переаминирования – перенос аминогруппы одной аминокислоты (донатор) на кетокилоту (акцептор). Наиболее легко подвергаются переаминированию аспарагиновая и глютаминовая кислоты.

COOH CH3 COOH CH3

CH2 C=O CH2 CH-NH2

CH-NH2 + COOH  C=O + COOH

COOH COOH

Аспараги- ПВК ЩУК Аланин

новая кислота
В результате подобных реакций образуется 90 аминокислот 20 из которых в дальнейшем участвуют в синтезе белков. На ряду с образованием в растениях идет и расход их под действием протолитических ферментов до аминокислот с последующим дезаминированием, отщеплением аммиака который вновь участвует в образовании аминокислот и амидов.

Таким образом синтез органических соединений азота в растениях начинается с аммиака а распад их кончается его образованием. Поэтому Прянишников назвал NH3 альфой и омегой в обмене азотистых веществ в растении.
Динамика потребления азота в течение вегетации.

Динамика потребления азота в течение вегетации зависит от биологических особенностей культур. Критический период по отношению к азоту у большинства растений наблюдается в начальный период. Периоды максимального потребления азота разными культурами не совпадают. Например: яровая пшеница почти весь необходимый ей азот поглощает уже к фазе колошения. Лен только к фазе цветения, хлопчатник к фазе цветения поглощает только 18% от потребности. Таким образом период максимального потребления азота у пшеницы наблюдается в фазу выхода в трубку и колошения. У льна в фазу цветения. У хлопчатника в период формирования коробочек.

---

---

Признаки недостатка и избытка азота для растений.

При недостатке снижается интенсивность кущения, уменьшается размер листьев, снижается рост растения. В тоже время ускоряется репродуктивное развитие, что приводит к существенному снижению урожайности. Азот реутилизируется поэтому признаки недостатка проявляются на нижних листьях, они желтеют, краснеют в зависимости от вида. При сильном голодании отмирают. Избыток азота приводит к интенсивному росту вегетативной массы, формируются широкие сочные листья темно-зеленого цвета. Затягивается фаза вегетации, удлиняется вегетационный период, замедляется образование репродуктивных органов, и созревание растения.

47. Содержание и формы азота в почвах.

Общее содержание азота в почве от 0,03 до 3,5%. Практически весь азот в почвах находится в виде органических соединений (гумусовые вещества содержат ок 5% N), поэтому типы почв содержащие больше гумуса, содержат больше азота (0,25-0,5%), чем слабогумусированные (0,03-0,2%). Больше всего азота в органогенных почвах. Верховые торфа (0,7-1,5%), низинные (2,3-3,5%). Содержание гумуса в рамках одного типа почв изменяется в зависимости от их ГС и степени окультуренности. Например: с утяжелением ГС дерново-подзолистых почв как правило увеличивается содержание гумуса, следовательно и общее содержание азота возрастает от 0,03 до 0,1% - в песчаных, до 0,1-0,2% - в суглинистых и глинистых. Регулярное удобрение навозом приводит к увеличению содержания гумуса, чем в их неокультуренных аналогах. Общий запас азота в пахотном слое на 1 га варьирует от 0,9 в легких дерново-подзолистых почвах до 15 тонн в черноземах.

Формы азота в почве

Азот в почвах содержится в органической и минеральной формах, преобладает органический азот, который составляет 97-99% общего содержания. Он не доступен для питания растений. Органический азот находится в составе гумуса, некоторая часть в м.о. негумусированных остатках живых организмов.

По степени потенциального участия в питании растений органический азот подразделяется на 3 группы:

1. 
   негидролизуемый
   
2. 
   трудногидролизуемый
   
3. 
   легкогидролизуемый
   

Легкогидролизуемый представлен низкомолекулярными соединениями аминокислотами и амидами, азот которых становится доступным после минерализации. Однако в почвах легкогидролизуемый азот составляет 5-10% от общего содержания, преобладает негидролизуемая фракция 70-85%. Содержание минерального азота может достигать 3%, но чаще всего не более 1%. Он образуется в результате микробиологического разложения (минерализации органического) вещества до аммонийной NH4 и нитратной NO3 форм.

---

48. Агрохимические показатели, характеризующие обеспеченность почв азотом. Принципы методов определения содержания нитратного, аммонийного и легкогидролизуемого азота в почвах, нитрификационной способности почв.
1. Содержание гумуса позволяет создать представление только об общем содержании азота в почве и потенциальном ее плодородии в отношении данного элемента, тем не менее с повышением содержания гумуса обычно пропорционально улучшается азотный режим почв.

2. Содержание минеральных форм: NH4 и NO3 и их суммы определенное до посева позволяет прогнозировать обеспеченность растений в течении вегетационного периода, причем более достоверный показатель – содержание NO3 (?).

3. Содержание легкогидролизуемых форм азота и их нитрификационная способность также могут характеризовать азотный режим почв.

Ни один из этих показателей не является достаточно надежным, что бы получить широкое распространение в практике земледелия.
Определение содержания аммонийного азота (N-NH4) в почве по Аринушкиной
Принцип метода: катионы аммония вытесняются из почвенного по­глощающего комплекса с помощью 2 % раствора хлорида калия (КCl) при со­отношении почвы к раствору 1:10. При этом происходит следующая реакция:



При взаимодействии образовавшегося хлорида аммония с реактивом Несслера (щелочным раствором K2HgJ4) раствор окрашивается в жёлтый цвет, так как образуется окрашенное соответствующим образом комплексное соеди­нение - йодистый меркураммоний (NH2Hg2OJ):



Интенсивность окраски пропорциональна концентрации аммонийного азота в растворе. Оптическая плотность раствора, характеризующая интенсив­ность окраски, определяется на фотоэлектроколориметре. При сравнении опти­ческой плотности исследуемого и образцовых растворов определяется концен­трация аммонийного азота в вытяжке.

Мешающее влияние катионов Са и Mg устраняется прибавлением сег-нетовой соли.

Для получения более точных результатов содержание аммонийного азота определяют в день взятия образца при естественной влажности почвы.
Определение нитрифицирующей способности почв по Кравкову

---

Принцип метода: нитрифицирующая способность почвы определяется по разно­сти между содержанием нитратного азота в почве до и после компостирования, то есть вы­держивания йочвы в хорошо вентилируемом термостате при свободном доступе воздуха, температуре 25-28 °С и влажности 60 % ПВ.

Определение содержания легкогидролизуемого азота в почве по Тюрину-Кононовой
Принцип метода: лепсогидролизуемый азот извлекается из почвы 0,5 н. раствором серной кислоты (H2SO4). При этом в вытяжку переходит азот низкомолекулярных орга­нических соединений, гидролизующихся под действием серной кислоты, а также аммонийная и нитратная формы азота.

Нитратный азот восстанавливается до аммиака нагреванием полученной вытяжки до кипения с добавлением смеси металлических железа и цинка (соотношение Fe:Zn = 1:9) В результате следующих реакций:



Азот аминокислот, амидов и других органических соединений, содержащихся в рас­творе, переходит в форму аммиака под действием концентрированной H2SO4 и 10 % раствора бихромата калия (К2Сr2О7) при кипячении, в процессе которого происходит их разложениe c выделением кислорода:



Выделяющийся кислород окисляет углерод и водород органических соединений до углекислого газа и воды соответственно, а сернистый газ (SO2) переводит азот аминогрупп

(NH2) в аммиак.

Аммиак, образующийся при восстановлении нитратов и разложении органических со- единений, связывается серной кислотой в форме сульфата аммония:



При взаимодействии последнего с 40 % раствором гидроксида калия (КОН) происхо­дит выделение аммиака:

*



который отгоняется на аппарате Кьельдаля и поглощается определенным количеством 0,02 и. раствора H2S04:



В результате представленной реакции часть кислоты нейтрализуется. Остаток кисло­ты учитывается титрованием 0,02 н. раствором гидроксида натрия (NaOH). По разности между исходным и оставшимся количеством кислоты рассчитывается содержание легкогидролизуемого азота.

---