Магний азот: 1 Напишите уравнения реакций азота с магнием, кальцием, алюминием. Рассмотрите эти окислительно-восстановительные процессы. Как называют продукты реакций? Каков тип химической связи и кристаллической решетки в них? Какими свойствами должны обладать продук

Содержание

Горение магния на воздухе и в азоте

    При горении веществ в атмосферном воздухе они обычно реагируют с кислородом, а не с азотом. Однако горение в воздухе активных металлов, например горение магниевой ленточки с образованием высокотемпературного белого пламени, сопровождается также реакцией с Nj, которая приводит к образованию нитрида магния. Аналогичная реакция протекает с литием  [c.316]
    Щелочноземельные металлы в узком смысле этого термина — кальций, стронций и барий — по своим свойствам гораздо ближе к щелочным металлам, чем магний. Они значительно мягче магния, хотя их точки плавления выше. На воздухе они окисляются не так быстро, как щелочные металлы. Подобно щелочным металлам, их приходится хранить под керосином. Они легко воспламеняются барий загорается на воздухе уже при простом раздавливании. В качестве продуктов горения нри этом наряду с окислом получается и нитрид. Последний медленно образуется и при обычной температуре. При нагревании в струе азота при температуре красного каления образование нитридов протекает легко и полностью.  
[c.277]

    При нагревании магний реагирует и со спиртом. Если магний предварительно протравить иодом то реакция протекает почти так жё быстро, как и с водой. Магний растворяется в разбавленных кислотах с бурным выделением водорода. Амальгама магния ёчень энергично реагирует с водой уже при обычной температуре. Магний в виде ленты или порошка, зажженный на воздухе, горит ослепительно белым пламенем с выделением белого дыма, состоящего из MgO. Свет, испускаемый магнием при горении, богат фотохимически активными лучами. Этим пользуются в фотографии (моментальные съемки при свете магния). Во влажном хлоре магний самопроизвольно загорается, сгорая и в этом случае с энергичным выделением света. Магний обнаруживает сильное сродство но отношению к другим неметаллам. Так, при нагревании он легко соединяется с азотом, образуя нитрид состава MgsNa. Последний получается в значительных количествах вместе с окислом MgO нри обжиге магния в условиях недостаточного доступа воздуха. Магний способен отнимать у многих других соединений их электроотрицательную, составную часть так, реакция его с некоторыми окислами или гидроокисями щелочных металлов протекает даже со взрывом. Со многими металлами он образует сплавы однако лишь некоторые из них имеют значение в технике, так как в большинстве случаев они ломки и слишком легко окисляются. С органическими иодсодержащими соединениями в эфирном растворе магний обт гует магнийалкилиодиды (Гриньяр). 

[c.277]

    ГОРЕНИЕ МАГНИЯ НА ВОЗДУХЕ И В АЗОТЕ [c.102]

    Авторы изучали температуры, при которых начинается быстрое горение магния, урана и некоторых из их сплавов в различных газовых средах воздухе, азоте и углекислом газе, сухих или насыщенных водяными парами при 25° С. Большинство опытов было проведено при давлении газов, равном одной атмосфере. Некоторые опыты проводились при более высоком давлении в случае сухого и слегка увлажненного углекислого газа. 

[c.69]


    Одновременно с исследованиями термической фиксации азота воздуха были испытаны различные материалы для футеровки камер горения. Испытаниям подвергли силицированный графит, различные набивные массы из двуокиси циркония и набивную массу из окиси магния. [c.91]

    Интенсивность излучения магния в разных пламенах различна. С увеличением температуры пламени интенсивность излучения возрастает [1058]. Например, интенсивность излучения в пламени ацетилена и воздуха больше, чем в пламени смеси пропана, кислорода и воздуха [860], а в пламени водорода и кислорода больше, чем в пламени ацетилена [723]. В восстановленном кислородноацетиленовом пламени, содержащем избыток ацетилена ( 55%), интенсивность излучения магния значительно больше, чем в обычном пламени (с 48%о ацетилена), несмотря на одновременное увеличение излучения фона [860]. В пламени смеси закиси азота и ацетилена можно определять магний с высокой чувствительностью 0,005—0,01 мкг мл [864]. Для повышения чувствительности скорость распыления доводят до 1 мл мин. Для хорошей воспроизводимости надо обеспечить стабильное горение пламени, для чего давление газа следует держать постоянным. Применением узких щелей можно добиться уменьшения величины фона. При периодическом распылении анализируемого раствора чувствительность метода может быть повышена в 10 раз по сравнению с чувствительностью при непрерывном поступлении раствора в пламя вследствие уменьшения величины фона [1222]. Температура раствора влияет на испарение его и на интенсивность излучения при разнице в температурах в 5° С отклонение в интенсивности излучения составляет 3% [860]. Поэтому перед распылением растворы должны иметь комнатную температуру. 

[c.182]

    Состав атмосферы, как отмечалось, существенно влияет на процессы горения веществ. Одни вещества теряют способность к возгоранию уже в атмосфере с пониженным, по сравнению с воздухом, содержанием кислорода. Другие (торий, титан, уран, церий) возгораются в двуокиси углерода или водяном паре в отсутствие кислорода, а цирконий и магний, например, воспламеняются и горят даже в азоте (вследствие экзотермической реакции образования нитридов) [24, 26]. Порошки алюминия и магния воспламеняются в фреоне, что приводит к сильным взрывам [27]. Лучшими флегматизаторами горения для большинства металлических порошков являются аргон и гелий. 

[c.39]

    Пламя в атомной абсорбции выполняет роль температурной ячейки, применяемой для атомизации пробы. Возможность определения с достаточной чувствительностью того или иного элемента методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии зависит от температуры пламени, а также от соотношения горючего газа и газа, поддерживающего горение. В основном при этом методе применяются пламена смесей пропан — воздух, ацетилен — воздух, ацетилен — закись азота. Низкотемпературное пламя (пропан — воздух, температура 1925° С) применяется с успехом для определения элементов, соединения которых легко диссоциируют при этой температуре. Сюда относятся цинк, медь, магний. 

[c.208]

    Рассматриваемые металлы реаги )уют с азотом почти также интеисияно, как и с кислородом (для М 0 ЛС -569 кДж/моль, для MgjN АС —401 кДж/моль). Значительное количества нитрида магния наряду с оксидам образуется при горении магния на воздухе. Нитриды ЭзМг — тугоплавкие кристаллические вещества. Они необратимо гидролизуются  [c.335]

    Азот представляет газообразное вещество, не отличающееся на вид от воздуха плотность его по отношению к водороду 13,9, т.-е. азот немного легче воздуха, и один литр азота весит (при 0° и 760 мм) 1,251 i. В смеси с кислородом, немного более тяжелым, чем воздух, азот образует этот последний. Азот есть газ, трудно сгущаемый в жидкость, подобно кислороду, и мало растворимый в воде и других жидкостях. Температура абсолютного кипения определена около —146°. Сжиженный азот кипит при —193°, уд. вес при этой температуре около 0,89. Около —213°, испаряясь при уменьшенном давлении, азот затвердевает в бесцветную снегообразную массу. Азот сам прямо не горит, не поддерживает горения, не поглощается (химически) ни одним из реагентов при обыкновенной температуре, одним словом, представляет целый ряд отрицательных химических признаков. Это выражают, говоря, что этот газ не обладает энергиею для образования соединений. Хотя он способен образовать соединения как с водородом, так и с кислородом, углеродом и некоторыми металлами, но эти соединения образуются при особых условиях, к которым мы тотчас обратимся. При накаливании азот прямо соединяется с бором, титаном, кремнием, барием, магнием и литием, образуя очень прочные азотистые соединения [154], показывающие совершенно иные свойства азота, чем в соединениях с Н, О и С. Прямое соединение азота с углем, хотя и не совершается при накаливании их одних, происходит сравнительно легко при накаливании смеси угля с углещелочными солями, особенно с К СО и ВаСО на воздухе, причем образуются (до некоторого предела) углеазотистые или синеродистые металлы, напр. К2СОЗ + 4С +N2 = 2K N + 3 O. 

[c.156]


    Значительной бывает роль азота в металлургии и при металлообработке. Различные металлы в расплавленном состоянии реагируют на присутствие азота по-разному. Медь, например, абсолютно инертна по отношению к азоту, поэтому изделия из меди часто сваривают в струе этого газа. Магний, напротив, при горении на воздухе дает соединения не только с кислородом, но и с азотом. Так что для работы с изделиями из магния при высоких температурах азотная среда неприменима. Насыщение азотом поверхности титана придает Л1еталлу большую прочность и износостойкость — на ней обра.зуется очень прочный и химически инертный нитрид титана. Эта реакция идет лишь при высоких температурах. 
[c.122]

    В обычных условиях горение представляет собой процесс окисления или соединения горючего вещества и кислорода воздуха, сопровождающийся выделением тепла и света. Однако известно, что некоторые вещества, папример сжатый ацетилен, хлористый азот, озон, взрывчатые вещества, могут взрываться и без кислорода воздуха с образованием тепла и пламени. Следовательно, горение может явиться результато.м не только реакции соединения, но и разложения. Известно также, что водород и многие металлы могут гореть в атмосфере хлора, медь — в парах серы, магний — в диоксиде углерода и т. д. [c.119]

    На асбестированную сетку или на кирпич кладут ленту магния, поджигают ее и прикрывают стаканом или банкой. Сначала магний горит энергично, реагируя с кислородом, а затем, когда кислород выгорает, тлеет, вступая во взаимодействие с азотом воздуха и образует MgJN2. Снаружи продукты горения покрыты белым порошком окиси, а внутри находится сероватый лорошок нитрида. 

[c.184]

    Магний и богатые им сплавы при нагревании на воздухе легко воспламеняются. Горение сопровождается сильным выделением света (видимого и ультрафиолетового) и теплоты, с чем связано его пшроко известное применение в фотографии (вспышка магния) и в военной технике для изготовления осветительных ракет, зажигательных снарядов, сигнальных огней и т. п. При сгорании магния на воздухе образуется МдО и в небольших количествах нитрид магния МдзКг. Эти реакции иногда применяются в производстве электровакуумных приборов (радиоламп, кенотронов и др.) для удаления следов кислорода и азота, после того как воздух из приборов в основном откачан. В последнее время для этой же цели чаще применяется барий. Небольшие кусочки магния или бария помещают в колбу изготовляемой радиолампы (геттеры) после откачки воздуха Ва или Мд испаряется и реагирует с Ог и N2. Избыток металла оседает затем на холодных стенках колбы, образуя зеркало. 

[c.228]

    Понятно поэтому, что для введения азота- в -соединение с электроположительными элементами, как правило-, требуется высокая температура. Тем более примечательно исключение литий медлен-н-о соединяется с азотом, превращаясь в нитрид уже при -обыкновенной температуре. С щелочноземельными металлам.и аз-от соединяется -со в-семи без исклю- чения, но наиболее легко и с наибольшим выделением тепла — с магнием. Поэто1Му при горении матния на воздухе, особенно в закрытом сосуде, т. е. при недостатке кислорода, наряду с о-кислом машия всегда о-бразуется и его желтоватый нитрид, который при действии воды гидролизируется, образуя аммиак. [c.305]

    Вместе С тем известно, что при недостатке кислорода магний может р-еагировать и -с азотом и потому может -быть написано другое уравнение р-еакции горен-ия (без участия кислорода воздуха)  [c.56]


Эфика; Азот, Бор, Магний, Цинк Листовые подкормки, в Амидной форме

С Уважением к вам!

Подробная информация в соц сетях: https://www.instagram.com/glavagrosnab/ *

Мы рады, что Вы являетесь нашим партнёром, поэтому хотим предложить вам ряд продуктов, которые, на наш взгляд, будут Вам интересны. Безусловно, Вы как яркий профессионал, способны оценить весь потенциал нашего предложения.

Итак, мы запускаем в производство линейку листовых подкормок. Мы, разумеется, знаем, что на рынке уже присутствует целый ряд продуктов подобного назначения с самой разной эффективностью. И мы уверены в том, что наша продукция занимает в этом ряду особое место. Позвольте объяснить.

Отличительной чертой нашего продукта является его универсальность. Он может применяться с любыми средствами защиты растений, в любых климатических условиях, для широкого спектра сельскохозяйственных культур. И, что самое главное – он всегда даёт результат. Увеличение урожайности достигает 30%! Разумеется, это зависит от конкретной культуры и технологий её возделывания. Но даже для высокоинтенсивных технологий прирост может составлять до 15%!

Краткое описание Препаратов:

Эфика-Азот – препарат с широким спектром действия. Данный препарат являет собой новое слово в азотном питании и применяется с различными культурами для восполнения дефицита азота, при этом отличается экономным расходом, хорошими показателями усвояемости, простотой применения и увеличением урожайности для каждой культуры.

• Магний

• Органический полимер

• Растворимый лигнин

• Поликарбоновые кислоты

• Янтарную кислоту

ПРЕИМУЩЕСТВА ПРЕПАРАТА «ЭФИКА-АЗОТ»

1. Полная совместимость со всеми компонентами баковой смеси и усиление их Действий

2. Высокая эффективность и независимость от погодных условий

3. Невозможность ожога растений при передозировке

4. Полностью усваиваемые компоненты, дающие длительный эффект уже через несколько дней

5. Уверенный прирост урожайности даже для культур, возделываемых по прогрессивным технологиям (до 15%)

6. Резкий прирост урожайности (до 30%) для культур, где соблюдение агротехнологий не было постоянным и не всегда возможным

7. Понятная и простая схема использования

8. Универсальность препарата и его эффективность для различных культур, климатических условий и видов почв

9. Безопасность для почвы и растений

Эфика-Микро- Важное условие получения высоких и устойчивых урожаев с/х культур — обеспеченность их необходимыми микроэлементами. Микроэлементы играют многогранную роль в жизнедеятельности растений: участвуют в биохимических и физиологических процессах, активируют деятельность ферментов, витаминов, гормонов, повышают устойчивость к болезням и факторам внешней среды.

МИКРОЭЛЕМЕНТЫ СОДЕРЖАНИЕ В %

• Азот не менее 2,5

• Цинк 0,08

• Магний 1,0

• Марганец 0,5

• Медь 2,0

• Молибден 0,1

• Сера 0,5

• Органическая часть 10

ПРЕИМУЩЕСТВА ПРЕПАРАТА «ЭФИКА МИКРО»

• Две хелатные формы микроэлементов (цитрат иLTPA или ЛПКК) устойчиво работают в разныхдиапазонах PH, легко усваиваются растениями

• Органический полимер способствует качественному нанесению препарата на растения

• Специальные композиции для усиления проникновения микроэлементов в растения

• Активизация физиологических процессов усвоения микроэлементов

Эфика-Цинк – превосходный препарат для восполнения дефицита цинка в растениях, повышения эффективности физиологических процессов, регуляции роста растений. Рекомендован к применению с зерновыми, овощными, крестоцветными, техническими и рядом других культур.

Состав

• Цинк в органически связанной форме — 15 %

• Органические полимеры — 10 % (от сухих веществ)

• Азот в Амидной форме — 5 %

Эфика-Бор – высокоэффективный препарат для коррекции микроэлементного питания. Улучшает усвояемость бора, способствует его равномерному трансферу по всем ярусам растения, благоприятствует насыщению растения прочими микроэлементами. Рекомендован к применению со всем спектром плодовых, овощных, технических и ряда других культур. Наибольший эффект даёт на сахарной свёкле, подсолнечнике, рапсе, картофеле из-за их повышенной восприимчивости к дефициту бора. Мы можем предоставить полное описание каждого препарата, а также состав и схему его использования.

Состав

• Концетрированная форма Бора

• Поликорбоновые кислоты

• Амидный Азот

Эфика ПК- Калий и фосфор – это одни из наиболее необходимых макроэлементов, оказывающих свое влияние на жизненно важные для всех растений процессы. Они являются востребованными подкормками в развитии растений и получении значительных урожаях.

СОСТАВ ПРЕПАРАТА «ЭФИКА РК»

• Фосфор

• Калий

• Гуминовые вещества

• Фульвовые кислоты

• Янтарная кислота

• Поликарбоновые кислоты

Особенности препарата Эфика ПК

• Повышение урожайности на 15-20%

• Повышение качества (клейковины зерновых, масличности и сахаристости технических культур)

• Экономия удобрений на 15-30%

Образование — нитрид — магний

Образование — нитрид — магний

Cтраница 1

Образование нитрида магния сопровождается выделением значительного количества тепла. Во время реакции следует непрерывно пропускать сильный ток аммиака, чтобы не произошло засасывания воздуха с противоположного конца трубкп.  [1]

Образование нитрида магния сопровождается выделением значительного количества тепла. Во время реакции следует непрерывно пропускать сильный ток аммиака, чтобы не произошло засасывания воздуха с противоположного конца трубки.  [2]

Вследствие образования нитрида магния Mg3N2 и растворимости его в магнии и сплавах на магниевой основе, азот является вторым по вредности после водорода, газом, присутствующим в атмосфере, с которой возможно соприкосновение металла при плавке в обычных условиях, если не приняты специальные меры предосторожности.  [3]

Написать уравнения реакции: а) взаи модействия бихромата калия с сульфатом аммония, учитывая, что при этом азот аммонийной группы окисляется до свободного азота, а К2Сг2О7 восстанавливается до СггОз; б) образования нитрида магния при взаимодействии азота с магнием; в) разложения нитрида магния водой.  [5]

Ионы бериллия имеют меньшие размеры, чем ионы магния. Однако образование нитрида магния начинается при температуре 560вС, а нитрида бериллия лишь при 900 С.  [6]

Выхо дящий из склянки Дре кселя газ зажечь. После того, ка реакция образования нитрида магния закончится, пламя у конца капилляра должно погаснуть.  [7]

При горении веществ в атмосферном воздухе они обычно реагируют с кислородом, а не с азотом. Однако горение в воздухе активных металлов, например горение магниевой ленточки с образованием высокотемпературного белого пламени, сопровождается также реакцией с N2, которая приводит к образованию нитрида магния.  [8]

Азот в баллонах содержит незначительное количество кислорода. Для очистки его пропускают при 600 — 650 С через фарфоровую трубку, наполненную магниевыми стружками. Тогда часть азота расходуется на образование нитрида магния, а кислород полностью связывается магнием.  [9]

Азот в баллонах содержит незначительное количество кислорода. Для очистки его пропускают при 600 — 650 С через фарфоровую трубку, наполненную магниевыми стружками. Тогда часть азота расходуется на образование нитрида магния, а кислород полностью связывается магнием.  [10]

При сварке алюминиевых ( АМг5, АМгб, Д20 и др.) и магниевых ( MAI, MAS, MA2 — 1 и др.) сплавов возникает ряд особенностей металлургического процесса, вызванных физико-химическими свойствами алюминия и магния. При сварке алюминиевых и магниевых сплавов возникает опасность образования нитридов магния и алюминия, резко снижающих пластические свойства металла шва.  [11]

Описанный способ открытия азота многократно модифицировался. Было предложено [7, 8] применять вместо калия смесь магния и углекислого калия и вести определение следующим образом: 2 части сухого карбоната калия тщательно растирают с 1 частью порошка магния; этот препарат, долгое время пригодный к употреблению, сохраняют защищенным от влажности. Две капли исследуемой жидкости или соответствующее количество твердого вещества помещают на дно обыкновенной пробирки высотой 75 мм, так, чтобы не запачкать стенок, наклоняют ее на 30 к горизонтали и всыпают 0 2 г смеси К2С03 — Mg таким образом, чтобы масса, объем которой рассчитан на 1 мл, занимала высоту 30 мм и не доходила на 30 мм до отверстия пробирки. Затем в смесь вливают две капли эфира, чтобы вытеснить воздух для избежания образования нитрида магния, и закрывают пробирку стеклянной ватой. Нагревание на пламени ведут сверху так, чтобы вся масса пришла в раскаленное состояние, и отгоняют вещество со дна через всю раскаленную зону. В заключение нагревают всю трубку до темнокрасного каления и осторожно бросают в большую пробирку, содержащую 20 мл воды, встряхивают, чтобы разбить пробирку с пробкой, и поступают с раствором, как описано выше.  [12]

Страницы:      1

Система магний-азот » Строительно-информационный портал


При окислении магния на воздухе образующаяся пленка или окалина почти целиком состоит из MgO. Взаимодействие магния с азотом изучено сравнительно слабо, хотя известно, что при этом образуется нитрид, которому обычно приписывают формулу Mg3N2. Теплота образования этой фазы значительно меньше, чем MgO, откуда ясно, почему при нагревании на воздухе магний в основном реагирует с кислородом. Согласно данным Неймана и др., реакция между азотом и магнием при атмосферном давлении начинается в области 660—700°С и резко усиливается при 1000°C.

Таким образом, образование нитрида становится заметным лишь после того, как металл расплавлен. Аналогичные эффекты обнаружены и в атмосфере аммиака, но там реакция протекает еще быстрее.

Образующийся нитрид исследовали путем точного взвешивания и химического анализа; было найдено, что содержание азота в продукте реакции желтоватого цвета даже при высоких температурах образования (приблизительно 1000°C) не превышает 26,5%, тогда как теоретически содержание его должно составлять 27,74% N. Таким образом, возможно, что в нитриде имеется дефицит атомов азота. Нейман и его сотрудники обнаружили, однако, вокруг края платинового тигля, использованного в работе, бесцветные кристаллы Mg3N2, образованные в результате реакции паров магния с азотом. Возможно, поэтому, что желтый цвет кристаллов Mg3N2, о котором указано в литературе, обусловлен влиянием вакансий на оптические свойства.

По данным Неймана и его сотрудников, теплота образования Mg3N2 для реадкции


равна 116 ккал/моль, или, точнее, 115,1 ккал/моль.

Mg9N2 имеет кубическую структуру типа Sc2O3 и изоморфен с аналогичными соединениями Mg3P2 и Mg3As2. Период решетки а = 9,95 А.

Лафит и Грандадам исследовали взаимодействие магния с азотом при более низких температурах. С этой целью образцы магния помещали в струю азота или аммиака давлением в одну атмосферу и измеряли электрическое сопротивление их в зависимости от температуры или от времени при постоянной температуре. Ими исследовалась лишь область температуры, в которой магний находится в твердом состоянии. Было найдено, что кривые зависимости сопротивления от температуры хорошо обратимы. Это показывает, что в исследованной температурной области химическая реакция между магнием и азотом незначительна. В основном происходит физическая адсорбция на поверхности. Однако на кривых зависимости сопротивления от температуры для чистого магния при 285° С обнаружены аномалии. Авторы предположили, что это связано с наличием у магния какого-то неизвестного перехода, однако на основании других фактов существование этого перехода маловероятно. Впоследствии Лафит снова рассмотрел этот вопрос и изучил скорость адсорбции азота нагретым магнием. Автор нашел, что скорость адсорбции и температура, при которой адсорбция становится значительной, чувствительны к давлению газа и к скорости нагрева, а особенно — к предварительной выдержке на воздухе, при которой образуется когерентная пленка окиси) или гидроокиси.

При использовании аммиака аномалия снова наблюдалась при температуре 275° С. Это явление и соответствующая аномалия при 285° С на кривых зависимости электрического сопротивления от температуры до сих пор не получили однозначного объяснения.

Таким образом, система Mg—N представляет для металлургов ограниченный интерес. Азот, содержащийся в отливках магниевых сплавов в виде включений, ухудшает механические свойства металла. Из-за коррозии включения, содержащие азот, более опасны для металла, чем включения окисные, поскольку, находясь на поверхности, они реагируют с влагой, образуя аммиак и «порошок гидроокиси магния Mg(OH)2. Однако значительное загрязнение магниевых сплавов азотом, по-видимому, возможно лишь в тех случаях, когда азот взаимодействует с расплавом при сравнительно высоких температурах.

Макроэлементы | справочник Пестициды.ru

Макроэлементы принимают непосредственное участие в построении органических и неорганических соединений растения, составляя основную массу его сухого вещества. Большей частью они представлены в клетках ионами.

Макроэлементы и их соединения являются действующими веществами различных минеральных удобрений. В зависимости от вида и формы, они применяются в качестве основного, припосевного удобрения и подкормки. К макроэлементам относятся: углерод, водород, кислород, азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера и некоторые другие, однако основными элементами питания растений являются азот, фосфор и калий.

В теле взрослого человека содержится порядка 4 граммов железа, 100 г натрия, 140 г калия, 700 г фосфора и 1 кг кальция. Несмотря на такие разные цифры, вывод очевиден: вещества, объединенные под названием «макроэлементы», жизненно необходимы нам для существования.[8] Большую потребность в них испытывают и другие организмы: прокариоты, растения, животные.

Сторонники эволюционного учения утверждают, что необходимость в макроэлементах определяется условиями, в которых зародилась жизнь на Земле. Когда суша состояла из твердых пород, атмосфера была насыщенна углекислотой, азотом, метаном и водяными парами, а вместо дождя на землю выпадали растворы кислот, именно макроэлементы были единственной матрицей, на основе которых могли появиться первые органические вещества и примитивные формы жизни. Поэтому даже сейчас, миллиарды лет спустя, все живое на нашей планете продолжает испытывать необходимость в обновлении внутренних ресурсов магния, серы, азота и других важных элементов, образующих физическую структуру биологических объектов.

Физические и химические свойства

Макроэлементы различны как по химическим, так и по физическим свойствам. Среди них выделяются металлы (калий, кальций, магний и прочие) и неметаллы (фосфор, сера, азот и прочие).

Некоторые физические и химические свойства макроэлементов, согласно данным:[2]

Макроэлемент

Атомный номер

Атомная масса

Группа

Cвойства

Т. кип, °C

Т. плавл, °C

Физическое состояние при нормальны условиях

Азот (N)

7

14,0

V

неметалл

195,8

210,00

бесцветный газ

Фосфор (P) (белый фосфор)

15

30,97

V

неметалл

 44,1

257

твердое вещество

Калий (K)

19

39,1

I

металл

771

63,5

металл серебристо-белого цвета

Кальций (Ca)

20

40,8

II

металл

1495

842

твердый белый металл

Магний (Mg)

12

24,31

II

металл

1095

650

металл серебристо-белого цвета

Сера (S)

16

3,07

VI

неметалл

444, 6

112,8

хрупкие кристаллы желтого цвета

Железо (Fe)

26

55,85

VIII

металл

1539

2870

металл серебристого цвета

Содержание макроэлементов в природе

Макроэлементы содержатся в природе повсеместно: в почве, горных породах, растениях, живых организмах. Некоторые из них, такие, как азот, кислород и углерод, являются составными элементами земной атмосферы.

Симптомы недостатка некоторых  элементов питания  у сельскохозяйственных культур, согласно данным:[6]

Элемент

Общие симптомы

Чувствительные культуры 

Азот

Изменение зеленой окраски листьев на бледно-зеленую, желтоватую и бурую,

Уменьшается размер листьев,

Листья узкие и расположены под острым углом к стеблю,

Число плодов (семян, зерен) резко уменьшается

Картофель,

Капуста белокочанная и цветная,

Томаты,

Репчатый лук,

Огурцы,

Свекла,

Земляника,

Черная смородина,

Яблоня

Фосфор

Скручивание краев листовой пластинки,

Образование фиолетовой окраски

Картофель,

Капуста,

Томаты,

Свекла,

Лук,

Земляника,

Малина,

Красная смородина,

Яблоня

Калий

Краевой ожог листьев,

Вялость листьев,

Свисание листьев,

Полегание растений,

Нарушение цветения,

Нарушение плодоношения

Картофель,

Томаты,

Свекла,

Морковь,

Лук,

Огурцы,

Земляника,

Малина,

Черная смородина,

Яблоня

Кальций

Побеление верхушечной почки,

Побеление молодых листьев,

Кончики листьев загнуты вниз,

Края листьев закручиваются вверх

Картофель,

Томаты,

Капуста белокочанная и цветная,

Яблоня

Магний

Хлороз листьев

Картофель,

Капуста белокочанная и цветная,

Томаты,

Огурцы,

Лук,

Свекла,

Малина,

Черная смородина,

Вишня,

Яблоня

Сера

Изменение интенсивности зеленой окраски листьев,

Стебли – деревянистые,

Замедление роста,

Низкое содержание белков

Томаты,

Огурцы,

Подсолнечник,

Бобовые,

Горчица,

Капуста

Железо

Окраска листьев меняется до белой,

Хлороз листьев

 

 

Плодовые,

Люпин,

Картофель,

Кукуруза,

Капуста,

Томаты

  • Азот в связанном состоянии присутствует в водах рек, океанов, литосфере, атмосфере. Большая часть азота в атмосфере содержится в свободном состоянии. Без азота невозможно формирование белковых молекул.[2]
  • Фосфор легко окисляется и в этой связи в чистом виде в природе не обнаруживается. Однако в соединениях встречается практически повсеместно. Является важной составляющей белков растительного и животного происхождения.[2]
  • Калий присутствует в почве в виде солей. В растениях откладывается в основном в стеблях.[2]
  • Магний распространен повсеместно. В массивных горных породах содержится в виде алюминатов. В почве есть сульфаты, карбонаты и хлориды, но преобладают силикаты. В виде иона содержится в морской воде.[1]
  • Кальций – один из самых распространенных в природе элементов. Его отложения можно встретить в виде мела, известняка, мрамора. В растительных организмах обнаруживается в виде фосфатов, сульфатов, карбонатов.[4]
  • Сера в природе очень широко распространена: как в свободном состоянии, так и в виде различных соединений. Обнаруживается и в горных породах, и в живых организмах.[1]
  • Железо – один из самых распространенных металлов на Земле, однако в свободном состоянии встречается только в метеоритах. В минералах земного происхождения железо присутствует в сульфидах, оксидах, силикатах и многих других соединениях.[2]

Роль в растении

Биохимические функции

Высокий урожай любой сельскохозяйственной культуры возможен только при условии полноценного и достаточного питания. Кроме света, тепла и воды, растениям необходимы питательные вещества. В состав растительных организмов входит более 70 химических элементов, из них 16 абсолютно необходимых – это органогены (углерод, водород, азот, кислород), зольные микроэлементы (фосфор, калий, кальций, магний, сера), а также железо и марганец.

Каждый элемент выполняет в растениях свои функции, и заменить один элемент другим совершенно невозможно.

в растения в основном поступают кислород, углерод и водород. На их долю приходится 93,5 % сухой массы, в том числе, на углерод – 45 %, на кислород – 42 %, на водород – 6,5 %.[7]
  • Углерод поглощается из воздуха листьями растений и немного корнями из почвы в виде двуокиси углерода (CO2). Является основой состава всех органических соединений: жиров, белков, углеводов и прочих.
  • Водород потребляется в составе воды, крайне необходим для синтеза органических веществ.
  • Кислород поглощается листьями из воздуха, корнями из почвы, а также выделяется из состава других соединений. Необходим как для дыхания, так и для синтеза органических соединений.[7]
для растений элементами являются азот, фосфор и калий:
  • Азот – важнейший элемент для развития растений, а именно, для образования белковых веществ. Его содержание в белках варьирует от 15 до 19 %. Он входит в состав хлорофилла, а значит, участвует в фотосинтезе. Азот обнаруживается в ферментах – катализаторах различных процессов в организмах.[7]
  • Фосфор присутствует в составе ядер клеток, ферментов, фитина, витаминов и прочих не менее важных соединений. Участвует в процессах преобразования углеводов и азотосодержащих веществ. В растениях он содержится как в органической, так и в минеральной форме. Минеральные соединения – соли ортофосфорной кислоты – применяются при синтезе углеводов. Растения используют и органические фосфорные соединения (гексофосфаты, фосфатиды, нуклеопротеиды, сахарофосфаты, фитин).[7]
  • Калий играет важную роль в белковом и углеводном обмене, усиливает эффект от использования азота из аммиачных форм. Питание калием – мощный фактор развития отдельных органов растений. Этот элемент благоприятствует накоплению сахара в клеточном соке, что повышает устойчивость растений к неблагоприятным природным факторам в зимний период, способствует развитию сосудистых пучков и утолщает клетки.[7]
не менее важны для успешной жизнедеятельности растений. Их баланс влияет на множество важнейших процессов растения:
  • Сера входит в состав аминокислот – цистеина и метионина, играет важную роль как в белковом обмене, так и в окислительно-восстановительных процессах. Положительно влияет на образование хлорофилла, способствует образованию клубеньков на корневой части бобовых растений, а также клубеньковых бактерий, усваивающих азот из атмосферы.[7]
  • Кальций – участник углеводного и белкового обмена, оказывает положительное влияние на рост корней. Остро необходим для нормального питания растений. Известкование кислых почв кальцием обеспечивает повышение плодородия почвы.[7]
  • Магний участвует в фотосинтезе, его содержание в хлорофилле достигает 10 % от его общего содержания в зеленых частях растений. Потребность в магнии у растений неодинакова.[7]
  • Железо в состав хлорофилла не входит, однако участвует в окислительно-восстановительных процессах, крайне важных для образования хлорофилла. Играет большую роль в дыхании, поскольку является составной частью дыхательных ферментов. Оно необходимо как зеленым растениям, так и бесхлорофильным организмам.[7]

Недостаток (дефицит) макроэлементов в растениях

О дефиците того или иного макроэлемента в почве, а следовательно, и в растении отчетливо свидетельствуют внешние признаки. Чувствительность каждого вида растений к недостатку макроэлементов строго индивидуальна, однако имеются и некоторые схожие признаки. Например, при недостатке азота, фосфора, калия и магния страдают старые листья нижних ярусов, при нехватке кальция, серы и железа – молодые органы, свежие листья и точка роста.

Особенно отчетливо недостаток питания проявляется у высокоурожайных культур.

Избыток макроэлементов в растениях

На состояние растений влияет не только недостаток, но и избыток макроэлементов. Он проявляется, прежде всего, в старых органах, и задерживает рост растений. Часто признаки недостатка и избытка одних и тех же элементов бывают несколько схожи.[6]

Симптомы избытка макроэлементов в растениях, согласно данным:[6]

Элемент

Симптомы

Азот

Подавляется рост растений в молодом возрасте

Во взрослом – бурное развитие вегетативной массы

Снижается урожайность, вкусовые качества и лежкость плодов и овощей

Затягивается рост и созревание

Снижается устойчивость к грибным заболеваниям

Повышается концентрация нитратов

Хлороз развивается на краях листьев и распространяется между жилками

Коричневый некроз

Концы листьев свертываются

Листья опадают

Фосфор

Листья желтеют

На концах и краях более старые листья становятся желтоватыми или коричневыми

Появляются яркие некротические пятна

Раннее опадение листьев

Калий

Неравномерность созревания

Полегание

Снижение сопротивляемости грибковым заболеваниям

Снижение устойчивости к неблагоприятным климатическим условиям

Ткань не некротическая

Слабый рост

Удлинение междоузлий

На листьях пятна

Листья вянут и опадают

Кальций

Межжилковый хлороз с беловатыми некротическими пятнами

Пятна окрашены либо имеют наполненные водой концентрические кольца

Рост листовых розеток

Отмирание побегов

Опадание листьев

Магний

Листья темнеют

Листья немного уменьшаются

Сморщивание молодых листьев

Концы листьев втянуты и отмирают

Сера

Снижается урожай

Общее огрубение растений

Железо

Ткань не некротическая

Хлороз развивается  между жилками молодых листьев

Жилки зеленые, позднее весь лист – желтый и беловатый

Содержание макроэлементов в различных соединениях

Азотные удобрения

Рекомендуются к применению на достаточно увлажненных дерново-подзолистых, серых лесных почвах, а также на выщелоченных черноземах. Они способны обеспечить до половины от общей прибавки урожая, получаемой от полной минеральной подкормки (NPK).

Однокомпонентные азотные удобрения делят на несколько групп:

  1. Нитратные удобрения. Это соли азотной кислоты и селитры. Азот содержится в них в нитратной форме.
  2. Аммонийные и аммиачные удобрения: выпускают твердые и жидкие. Содержат азот в аммонийной и, соответственно, аммиачной форме.
  3. Аммонийно-нитратные удобрения. Это азот в аммонийной и нитратной форме. Пример – аммиачная селитра.
  4. Амидные удобрения. Азот в амидной форме. К ним относятся мочевина и карбамид.
  5. КАС. Это карбамид-амиачная селитра, водный раствор мочевины и аммиачной селитры.

Источник получения промышленных азотных удобрений – синтетический аммиак, образованный из молекулярного азота и воздуха.[5]

Фосфорные удобрения

Рекомендуется к применению на почвах легкого гранулометрического состава, а также на всех прочих почвах с низким содержанием подвижного фосфора.

Фосфорные удобрения делят на несколько групп:

  1. Содержащие фосфор в водорастворимой форме – суперфосфаты простой и двойной. Фосфор удобрений данной группы легко доступен растениям.
  2. Содержащие фосфор, не растворимый в воде, но растворимый в слабых кислотах (в 2%-ной лимонной) и щелочном растворе цитрата аммония. К ним относятся томасшлак, преципитат, термофосфаты и другие. Фосфор доступен растениям.
  3. Содержащие фосфор, не растворимый в воде и плохо растворимый в слабых кислотах. Полностью фосфор данных соединений может растворяться только в сильных кислотах. Это костяная и фосфоритная мука. Считаются наиболее труднодоступными источниками фосфора для растений.

Основные источники получения фосфорных удобрений – природные фосфорсодержащие руды (апатиты и фосфориты). Кроме того, для получения этого вида удобрений используют богатые фосфором отходы металлургической промышленности (мартеновские шлаки, томасшлак).[5]

Калийные удобрения

Применение этого вида удобрений рекомендовано на почвах с легким гранулометрическим составом, а также на торфянистых почвах с низким содержанием калия. На прочих почвах с высоким валовым запасом калия потребность в данных удобрениях возникает только при возделывании калиелюбивых культур. К ним относятся корнеплоды, клубнеплоды, силосные, овощные культуры, подсолнечник и прочие. Характерно, что эффективность калийных удобрений тем сильнее, чем выше обеспеченность растений прочими основными элементами питания.

Калийные удобрения подразделяют на:

  1. Местные калийсодержащие материалы. Это непромышленные калийсодержащие материалы: сырые калийные соли, кварц-глауконитовые пески, отходы алюминиевой и цементной продукции, растительная зола Однако использование этих источников неудобно. В районах с залежами калийсодержащих материалов их действие ослаблено, а дальняя транспортировка нерентабельна.
  2. Промышленные калийные удобрения. Получают в результате обработки калийных солей промышленными способами. К ним относятся хлористый калий, хлоркалий-электролит, калимагнезия, калимаг и другие.

Источник производства калийных удобрений – природные месторождения калийных солей.[5]

Магниевые удобрения

По составу подразделяют на:

  1. Простые – содержат только один питательный элемент. Это магнезит и дунит.
  2. Сложные – содержат два и более питательных элемента. К ним относятся азотно-магниевые (аммошенит или доломит-аммиачная селитра), фосфорно-магниевые (фосфат магниевый плавленый), калийно-магниевые (калимагнезия, полигалит карналлит), бормагниевые (борат магния), известково-магниевые (доломит), содержащие азот, фосфор и магний (магний-аммонийфосфат).

Источники производства магнийсодержащих удобрений – природные соединения. Некоторые используются непосредственно как источники магния, другие перерабатываются.[4]

Симптомы недостатка и избытка фосфора

Симптомы недостатка и избытка фосфора


Симптомы недостатка и избытка фосфора у пшеницы:

1 – избыток; 2 – недостаток

Использованы изображения:[11][12]

 

Серосодержащие удобрения

Элементарная сера применяется незначительно, поскольку доступной растениям она становится только после перевода в сульфатную форму с помощью микроорганизмов. Процесс это достаточно долговременный. Для обогащения почв серой в основном используют простой суперфосфат, фосфогипс, гипс. Последний обычно применяется для мелиорации солонцов.[4]

Железосодержащие удобрения

Рекомендуются к употреблению на карбонатных почвах и на почвах с высоким содержанием усвояемых фосфатов.

Соединения железа в почву не вносят, поскольку железо способно очень быстро переходить в неусвояемые растениями формы. Исключение составляют хелаты – органические соединения железа. Для обогащения железом растения опрыскивают железным купоросом, слабыми растворами хлорного и лимоннокислого железа.[4]

Известковые удобрения

Известкование почв – это один из методов химической мелиорации. Считается самым выгодным способом повышения урожайности на кислых почвах. Действующее вещество известковых удобрений – это кальций (Ca) в форме карбоната кальция (CaCO3) или оксида кальция СаО.

Известковые удобрения делятся на:

  1. Твердые известковые породы, которым необходимы размол и обжиг. Это известняки, известняки доломитизированные, доломиты.
  2. Мягкие известковые породы, не требующие размола, – известковые туфы, озерная известь (гажа).
  3. Отходы промышленности с высоким содержанием извести – сланцевая зола, дефекационная грязь (дефекат).[4]
Навоз на соломенной подстилке –
органический источник макроэлементов

Навоз на соломенной подстилке –


органический источник макроэлементов

Использовано изображение:[9]

Содержание макроэлементов в органических удобрениях

Органические удобрения содержат значительное количество макроэлементов и являются важным средством для воспроизводства плодородия почв и роста продуктивности земледелия. Содержание макроэлементов в органических удобрениях колеблется от долей процента до нескольких процентов и зависит от многих природных факторов.

включает в состав весь спектр необходимых для жизни растения микроэлементов: азота – 0,45 – 0, 83 %, фосфора – 0,19 – 0,28 %, калия 0,50 – 0,67%, кальция 0,18 – 0,40 %, магния 0,09 – 0,18 %, серы 0,06 – 0,15% от всего объема вещества, включая воду и органику. содержит несколько больше макроэлементов: азота – 0,5 – 0,86%, фосфора – 0,26 – 0,47 %, калия – 0,59 – 0,60%.

Торф, в зависимости от вида, содержит от 0,1 до 3,3% различных макроэлементов.

Птичий помет, особенно куриный, является важным источником макроэлементов. Их содержание в нем для различных элементов колеблется от 0,2 до 2,4 %.

, в зависимости от вида подстилки, содержит азота от 1,6 до 2,22%, фосфора от 1,4 – 2,0%, калия от 0,62 – 0,78 %. содержит в процентном соотношении несколько меньше макроэлементов. Однако это наиболее быстродействующее удобрение из числа органических. Содержание макроэлементов и других питательных веществ в ней различно. В среднем количество азота колеблется от 0,26-0,39 %, фосфора – 0,06 – 0, 12%, а калия – 0,36 – 0,58 %.

Содержание макроэлементов в  органических удобрениях, %, согласно данным:[4]

Вид удобрения

Макроэлементы

 

Азот (общий)

N

Фосфор,

по P2O5

Калий,

по K2O

Кальций,

по CaO

Магний,

по MgO

Сера,

по SO3

Свежий навоз на соломенной подстилке

Крупного рогатого скота

0,45

0,28

0,50

0,40

0,11

0,06

Конский

0,58

0,28

0,63

0,21

0,14

0,07

Овечий

0,83

0,23

0,67

0,33

0,18

0,15

Свиной

0,45

0,19

0,60

0,18

0,09

0,08

Торф

Верховой

0,8 – 1,2

0,06 – 0,12

< 0.1

н.д.

н.д.

н.д.

Переходный

1,0 – 2,3

0,1 – 0,2

0,1

 н.д.

н.д.

н.д.

Низинный

2,3 – 3,3 

0,12 – 0,5 

< 0.15

н.д.

н.д.

н.д.

Птичий помет

Куриный

1,6

1,5

0,8

2,4

0,7

0,4

Гусиный

0,7

0,9

0,6

1,1

0,2

0,3

Утиный

0,5

0,5

0,9

0,8

0,2

0,3

Навозная жижа

При молочно-товарных фермах

0,26

0,38

0,12

н.д.

н.д.

н.д.

При свиноводческих

0,31

0,36

0,06

н.д.

н.д.

н.д.

При конюшнях

0,39

0,58

0,08

н.д.

н.д.

н.д.

Способы и сроки внесения минеральных удобрений

Способы и сроки внесения минеральных удобрений зависят от физико-химических свойств различных видов удобрений, а также от почвенных условий и особенностей биологии выращиваемой культуры. Способы внесения удобрений различны:

Основное внесение
органических удобрений

Основное внесение


органических удобрений

Использовано изображение:[10]

  1. Допосевное или основное внесение. Включает в себя внесение наибольшей части (70 – 80 %) общей дозы минеральных удобрений. Удобрения заделывают под вспашку в глубокие увлажненные почвенные слои. Такое внесение призвано обеспечить растения питанием на протяжении практически всего периода вегетации.[7]
  2. Припосевное или припосадочное внесение. В данном случае удобрения вносят одновременно с посевом или посадкой. Глубина заделки – 2 – 3 см ниже уровня заделки семян или комбинированной сеялкой, в которой семена и удобрения смешаны. Удобрения вносятся рядковым или гнездовым способом. Эти способы рассчитаны на обеспечение растений питанием в самом начале их развития. Припосевное удобрение вносится в малых дозах и призвано обеспечивать растение питанием только первые 2 – 3 недели жизни.[7]
  3. Послепосевное внесение служит для корневой и внекорневой подкормки возделываемых культур в отдельные периоды их развития.[7]

Аммиачная селитра, карбамид, жидкие азотные удобрения, сульфат аммония, калийные и другие удобрения, содержащие питательные вещества в формах, легко доступных растениям, в районах с достаточным увлажнением вносят под яровые культуры в полной норме. Обычно это мероприятие проводят весной при предпосевной обработке почвы.

под озимые зерновые культуры рекомендуется вносить в полной дозе осенью, под вспашку.

Азотные удобрения добавляются под озимые культуры. Первую половину вносят осенью при бороновании почвы, а вторую – ранней весной при подкормке озимых.

, содержащие питательные вещества в малорастворимой форме, рекомендуется вносить под вспашку для озимых культур и под зяблевую вспашку для яровых культур.

В лесостепных и степных районах с меньшим количеством осадков все минеральные удобрения, в частности, фосфорные и калийные, рекомендуется вносить осенью и под озимые, и под яровые культуры. В этом случае обеспечивается заделка удобрений в более глубокий почвенный слой, менее подверженный иссушению.

Минеральные удобрения вносят и в подкормку пропашных культур во время вегетации. Этот способ применяется в орошаемом земледелии, в частности, под хлопчатник.[7]

Эффект от применения минеральных удобрений

Минеральные удобрения повышают урожай сельскохозяйственных культур. Установлено, что каждый четвертый житель Земли питается продуктами, полученными при применении удобрений.

За счет применения удобрений урожай на дерново-подзолистых почвах повышается на 55 %, на серых лесных – на 28 %, а на черноземах – на 25 %.

Значение минеральных удобрений состоит также в том, что при их применении не только повышается урожайность, но и улучшается качество возделываемых культур.

ведет к повышению белка в зерне от 1 до 3 %. увеличивают крахмалистость клубней картофеля, сахаристость корней корнеплодов, выход волокна у льна-долгунца.

Эффективность применения минеральных удобрений в Центральном районе России на дерново-подзолистых суглиныстых  почвах, согласно данным:[7]

Культура

Средняя норма удобрения кг/га

Средняя прибавка урожая ц/га
 

N

P2O5

K2O

 

Озимая пшеница

60

60

40

10,2

Озимая рожь

60

60

40

8,2

Яровой ячмень

60

60

40

11,2

Овес

35

40

40

5,3

Картофель

90

60

60

54

Лен-долгунец

30

55

75

5,7

Капуста

90

80

150

215

Многолетние травы

70

55

55

14

Естественные сенокосы и пастбища

90

50

50

30

Огромное влияние оказывают минеральные удобрения и на плодородие почвы. Они улучшают агрохимические, физические и биологические свойства почв.

Известкование кислых почв устраняет вредное влияние кислотности, создает благоприятные условия для растений, повышает урожайность. Кроме того, известкование кислых почв снижает подвижность радиоактивных элементов, тяжелых металлов и пестицидов в почве, чем препятствует их поступлению в конечный растительный продукт.[3]

 

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:

1.

Власюк П.А. Биологические элементы в жизнедеятельности растений. Издательство «Наукова Думка», Киев, 1969

2.

Глинка Н.Л. Общая химия. Учебник для ВУЗов. Изд: Л: Химия, 1985 г, с 731

3.

Калинский А.А., Вильдфлуш И.Р., Ионас В.А. и др. –  Агрохимия в вопросах и ответах – Мн.: Урожай,1991. – 240 с.: ил.

4.

Минеев В.Г. Агрохимия: Учебник.– 2-е издание, переработанное и дополненное.– М.: Издательство МГУ, Издательство «КолосС», 2004.– 720 с., [16] л. ил.: ил. – (Классический университетский учебник).

5.

Муравин Э.А. Агрохимия. – М. КолосС, 2003.– 384 с.: ил. – (Учебники и учебные пособия для студентов средних учебных заведений).

6.

Петров Б.А., Селиверстов Н.Ф. Минеральное питание растений. Справочное пособие для студентов и огородников. Екатеринбург, 1998. 79 с.

7.

Соколовский А. А.; Унанянц Т.П. Краткий справочник по минеральным удобрениям. М., «Химия», 1977. – 376 с.

8.

Энциклопедия для детей. Том 17. Химия. / Глав. ред. В.А. Володин. – М.: Аванта +, 2000. – 640 с., ил.

Изображения (переработаны):

9.10.11.12. Свернуть Список всех источников

Специальные и микроудобрения Розалик N (ROSIER S.A) — (азот), (сера), (магний), Внекорневая подкормка — Eridon

Дата публикации: 11 мая 2017

Просмотрело: 1359 чел.

Использование удобрений

Основные характеристики
Элементы питания  (магний) (азот) (сера)
Способ внесения  Внекорневая подкормка
Производитель  ROSIER S.A
Содержание действующего вещества 

N (общего азота): 275 г/л или 21%

N (амидного азота): 15,2%

N (амонийного азота): 1,8%

N (нитратного азота): 4,0%

MgO (оксида магния): 39 г/л или 3%

SO3 (оксида серы): 105 г/л или 8%

Препаративная форма 

Водный раствор

Физико-химическая характеристика
Плотность 1,31
pH продукта в межах 4-5
Дополнительные характеристики
Температура хранения min +5°С
Регистрационное удостоверение А 03586
Упаковка 10 л

Опис продукту
Добриво для азотофільних культур із підвищеним вмістом магнію та сірки. Розалік (N) рекомендується для озимих та ярих зернових культур перед та одразу після цвітіння, щоб подовжити  роботу фотосинтетичного апарату та покращити  якість врожаю

Головні переваги

  • Містить 3 форми азоту – нітратна, амонійна, амідна, що покращують ефективність засвоєння добрива 
  • Не спричиняє опіків при підвищених концентраціях до 16%
  • Підвищує вміст білку в зерні
  • Покращує хлібопекарські властивості борошна

Особливості застосування
Доза внесення: максимальна доза до 15 л/га

Рекомендована норма витрати робочого розчину 
≥100 л/га

Сумісність
Дозволяється змішувати з більшістю загальнопоширених ЗЗР

Где купить?

отзывы, фото и характеристики на Aredi.ru

1.​​Ищите по ключевым словам, уточняйте по каталогу слева

Допустим, вы хотите найти фару для AUDI, но поисковик выдает много результатов, тогда нужно будет в поисковую строку ввести точную марку автомобиля, потом в списке категорий, который находится слева, выберите новую категорию (Автозапчасти — Запчасти для легковых авто – Освещение- Фары передние фары). После, из предъявленного списка нужно выбрать нужный лот.

2. Сократите запрос

Например, вам понадобилось найти переднее правое крыло на KIA Sportage 2015 года, не пишите в поисковой строке полное наименование, а напишите крыло KIA Sportage 15 . Поисковая система скажет «спасибо» за короткий четкий вопрос, который можно редактировать с учетом выданных поисковиком результатов.

3. Используйте аналогичные сочетания слов и синонимы

Система сможет не понять какое-либо сочетание слов и перевести его неправильно. Например, у запроса «стол для компьютера» более 700 лотов, тогда как у запроса «компьютерный стол» всего 10.

4. Не допускайте ошибок в названиях, используйте​​всегда​​оригинальное наименование​​продукта

Если вы, например, ищете стекло на ваш смартфон, нужно забивать «стекло на xiaomi redmi 4 pro», а не «стекло на сяоми редми 4 про».

5. Сокращения и аббревиатуры пишите по-английски

Если приводить пример, то словосочетание «ступица бмв е65» выдаст отсутствие результатов из-за того, что в e65 буква е русская. Система этого не понимает. Чтобы автоматика распознала ваш запрос, нужно ввести то же самое, но на английском — «ступица BMW e65».

6. Мало результатов? Ищите не только в названии объявления, но и в описании!

Не все продавцы пишут в названии объявления нужные параметры для поиска, поэтому воспользуйтесь функцией поиска в описании объявления! Например, вы ищите турбину и знаете ее номер «711006-9004S», вставьте в поисковую строку номер, выберете галочкой “искать в описании” — система выдаст намного больше результатов!

7. Смело ищите на польском, если знаете название нужной вещи на этом языке

Вы также можете попробовать использовать Яндекс или Google переводчики для этих целей. Помните, что если возникли неразрешимые проблемы с поиском, вы всегда можете обратиться к нам за помощью.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

неорганическая химия — Может ли магний реагировать с азотом при нагревании в атмосфере Земли с образованием нитрида магния?

О «нагреве» в «земной атмосфере» элементарного магния в какой форме?

По моему мнению, это довольно хороший вопрос типа эссе по химии, потому что, скорее всего, потребуется пояснение по химии. Это происходит из-за отмеченной двусмысленности, например, в отношении интенсивности подаваемого тепла, формы присутствующего Mg (в виде порошка или листового металла) и даже состава атмосферы эксперимента.

В случае незначительного нагрева в присутствии «земной атмосферы» согласно Википедии, цитата:

Магний встречается в природе только в сочетании с другими элементами, где он неизменно имеет степень окисления +2. Свободный элемент (металл) можно получить искусственно, и он обладает высокой реакционной способностью (хотя в атмосфере он вскоре покрывается тонким слоем оксида, который частично подавляет реакционную способность — см. пассивация).

Таким образом, одним из быстрых ответов в мягких условиях с объемным магнием является просто защитное покрытие из MgO.

Однако, поскольку мы имеем дело с «земной атмосферой», которая может содержать водяной пар, и по тому же источнику:

Магний реагирует с водой при комнатной температуре, хотя он реагирует гораздо медленнее, чем кальций, аналогичный металл группы 2. При погружении в воду на поверхности металла медленно образуются пузырьки водорода, хотя, если его измельчить в порошок, он реагирует гораздо быстрее.

Таким образом, особенно порошкообразный магний в присутствии водяного пара при комнатной температуре может образовывать некоторое количество гидроксида магния и газообразного водорода также по реакции:

$\ce{Mg (т) + 2 h3O (ж) -> Mg(OH)2 (т) + h3 (г)}$

Далее, предполагая достаточную теплоту и способность формы Mg к воспламенению, согласно тому же источнику, цитировать:

Магний легко воспламеняется, особенно когда его измельчают в порошок или нарезают тонкими полосками, хотя его трудно воспламенить в массе или в массе.Температура пламени магния и магниевых сплавов может достигать 3100 ° C (5610 ° F) [16], хотя высота пламени над горящим металлом обычно не превышает 300 мм (12 дюймов) [17]. После возгорания такие пожары трудно потушить, поскольку горение продолжается в азоте (с образованием нитрида магния), двуокиси углерода (с образованием оксида магния и углерода) и воде (с образованием оксида магния и водорода, который также воспламеняется под действием тепла в присутствии дополнительный кислород). Это свойство использовалось в зажигательном оружии…

, который, по-видимому, добавляет к списку углерод и нитрид магния (Mg3N2).

Однако, опять же, в присутствии водяного пара нитрид нестабилен, возможно, он реагирует следующим образом:

$\ce{Mg3N2(тв) + 6 h3O(ж) -> 3 Mg(OH)2(вод) + 2 Nh4(г)}$

Итак, наконец, добавьте аммиак в список продуктов (для класса «А»).

Зачем растениям нужны азот и магний? | Главная Руководства

Все растения нуждаются в определенных элементах, чтобы оставаться здоровыми.Те элементы, которые им нужны в относительно больших количествах, включая азот и магний, известны как макроэлементы. Те, которые им нужны в очень малых количествах, такие как медь и цинк, называются микроэлементами или микроэлементами. Растения, которые отстают в росте, имеют обесцвеченные листья или не цветут, могут демонстрировать признаки дефицита питательных веществ. Каждое питательное вещество поддерживает растения определенным образом, и знание того, что делает каждый элемент, может помочь вам определить, чего не хватает вашим растениям.

Макроэлементы

  1. Растениям требуется девять макроэлементов: азот, магний, кальций, калий, кислород, сера, фосфор, водород и углерод.Иногда водород, кислород и углерод не включаются в список макроэлементов, поскольку растения получают их из воздуха и воды, но они столь же необходимы, как и другие элементы в списке. Растения, которым не хватает какого-либо из макроэлементов, обычно проявляют явные признаки плохого здоровья и не растут, и часто к тому времени, когда такой дефицит обнаруживается, он уже наносит серьезный вред растениям.

Микроэлементы

  1. Микроэлементы, необходимые растениям, это цинк, молибден, бор, кобальт, железо, марганец, хлор и медь.Хотя эти элементы не требуются в больших количествах, они необходимы для поддержания роста и функционирования растений, и без них растения не могут использовать макроэлементы. Многие химические удобрения не содержат микроэлементов, но натуральные удобрения, такие как навоз и компост, обычно содержат большинство или все из них. Почвы с недостатком любого из этих элементов следует обогатить компостом или другим полным удобрением.

Азот

  1. Азот присутствует практически во всех коммерческих удобрениях и обозначается на этикетке номером NPK, который показывает количество азота (N), фосфора (P) и калия (K) в смеси .Число на этикетке указывает, сколько фунтов каждого элемента присутствует на 100 фунтов удобрения, поэтому 18-18-21 указывает на наличие 18 фунтов азота, 18 фунтов фосфора и 21 фунт калия в каждых 100 фунтах удобрения. . Азот необходим для роста листьев и стеблей и помогает придать растениям насыщенный зеленый цвет. Если его не будет, растения будут бледными и болезненными на вид, а самые старые листья будут выглядеть хуже, чем новые. Слишком много азота может заставить растения направить всю свою энергию на развитие зелени, и они не смогут цвести или плодоносить.

Магний

  1. Магний поддерживает растения, облегчая распределение фосфора по растению. Поскольку фосфор необходим для развития цветов, плодов и корней, недостаток магния приводит к тому, что растения не дают плодов или не могут получать достаточное количество других питательных веществ из-за слаборазвитой корневой системы. Самые старые листья растения с дефицитом магния будут иметь желтоватые края, а в центре каждого будет светло-зеленая область в форме копья.

Границы | Метаболомика выявила различную реакцию метаболизма углерода и азота на дефицит магния в листьях и корнях сои [Glycine max (Linn.) Merr.]

Введение

Магний (Mg) является одним из основных макроэлементов, необходимых для роста растений. Mg занимает центральное положение в структуре хлорофилла и, таким образом, имеет решающее значение для сбора солнечной энергии при фотосинтезе (Verbruggen and Hermans, 2013). Кроме того, Mg выступает в качестве кофактора для многих ферментов, таких как фосфатазы, киназы и АТФазы (Verbruggen, Hermans, 2013).Физиологические процессы, для которых характерна потребность в Mg, включают фотосинтетическую фиксацию двуокиси углерода (CO 2 ), выделение углерода, образование хлорофилла, синтез белка, образование активных форм кислорода (АФК) и снижение токсичности алюминия и свинца (Shaul, 2002; Cakmak and Kirkby, 2008; Bose et al., 2013; Hermans et al., 2013; Kobayashi and Tanoi, 2015; Shen et al., 2016).

Mg является 8-м наиболее распространенным минеральным элементом на Земле (Maguire and Cowan, 2002).Однако концентрация доступного растениям Mg варьируется в зависимости от типа почвы от 0,12 до 8,5 мМ (Westermann, 1996; Gransee and Führs, 2013). Катион Mg 2+ слабо связывается с отрицательно заряженными почвенными коллоидами и стенками клеток корней и обладает высокой подвижностью по сравнению с другими катионами (Chen et al., 2017a). В результате Mg подвергается выщелачиванию в значительных количествах, что зависит от водного баланса, кислотности (ионы H + ) и концентрации других катионов в почве (Gransee, Führs, 2013; Chen et al., 2017а). В кислой почве, которая сильно насыщена катионами, такими как H + , Al 3+ и Mn 2+ , выщелачивание Mg сильно выражено, особенно в зонах с большим количеством осадков (Gransee and Führs, 2013; Chen et al. ., 2017а).

Несмотря на риск потери Mg, удобрение Mg уже давно игнорируется во многих сельскохозяйственных практиках (Cakmak and Yazici, 2010; Senbayram et al., 2015). В настоящее время дефицит Mg в сельском хозяйстве является широко распространенной проблемой, влияющей на продуктивность и качество сельскохозяйственных культур (Guo et al., 2015; Сенбайрам и др., 2015). Характерным признаком дефицита Mg является межжилковый хлороз из-за деградации молекулы хлорофилла (Cakmak, Yazici, 2010; Hermans et al., 2013; Chen et al., 2017a). Тем не менее, хлороз, по-видимому, является поздней реакцией на дефицит Mg, тогда как более ранней реакцией растений на дефицит Mg является накопление фотоассимилятов в листьях-источниках и их снижение в тканях-акцепторах (Gransee, Führs, 2013). В течение дней дефицита магния в исходных листьях наблюдается накопление сахара и крахмала, что связано с нарушением распределения углерода в акцепторных тканях (Cakmak et al., 1994а,б; Германс и др., 2004, 2005; Какмак и Киркби, 2008 г.). Накопление углеводов в листьях-источниках с дефицитом магния происходит до того, как наблюдаются какие-либо заметные изменения в росте побегов (Cakmak et al., 1994a; Hermans et al., 2004). Это указывает на то, что влияние дефицита Mg на распределение углерода специфично для процесса переноса сахара от источника к приемнику. Высокая восприимчивость распределения углерода к дефициту Mg может быть связана с насыщением флоэмы сахарозой исходных листьев.Считается, что дефицит магния влияет на загрузку флоэмы сахарозой за счет снижения доступности Mg-АТФ, что приводит к снижению активности Н+-АТФазы и уменьшению протонного градиента, который активизирует активную загрузку флоэмы (Brooker and Slayman, 1983; Cakmak et al., 1994a; Cakmak and Kirkby). , 2008). При недостатке Mg в исходных листьях также было обнаружено накопление свободных аминокислот, что объяснялось либо угнетением синтеза белка, либо замедлением экспорта ассимилятов флоэмой (Fischer et al., 1998).Кроме того, снижение фотосинтетической фиксации CO 2 , изменение дыхания, выработка АФК, изменение эффективности использования воды и солеустойчивости также наблюдались как реакции на дефицит Mg (Terry and Ulrich, 1974; Cakmak and Marschner, 1992; Tewari et al., 2006). ; Farhat et al., 2015; Trankner et al., 2016; Chen et al., 2017b; Li et al., 2017).

Поскольку Mg является важным компонентом многих метаболических и сигнальных путей, эффекты дефицита Mg на метаболические процессы кажутся быстрыми и дифференцированными в тканях источника и стока.У Arabidopsis thaliana голодание по магнию индуцировало отчетливые транскриптомные ответы в корнях и листьях в течение 24 часов после удаления магния (Hermans et al., 2010a). Кратковременные реакции дефицита магния включают нарушение работы генов циркадных часов в корнях и активацию сигнальных генов абсцизовой кислоты (АБК). После 1 недели магниевого голодания было идентифицировано 114 и 2991 ген, которые по-разному регулируются в корнях и побегах, с высоким распределением в категории «метаболизм» (Hermans et al., 2010b). Например, гены повышающей регуляции были обогащены в пути биосинтеза этилена и в детоксикации АФК (Hermans et al., 2010b).

Несмотря на достигнутые успехи, ранний метаболический профиль растений в ответ на дефицит Mg остается неясным. Метаболический анализ позволяет одновременно отслеживать предшественники, промежуточные продукты и продукты метаболических путей. Это инструмент обнаружения, который может обнаруживать глобальные метаболические реакции на стимулы окружающей среды. Здесь мы провели метаболомный анализ с помощью газовой хроматографии и времяпролетной масс-спектрометрии (GC-TOF/MS) для изучения метаболических реакций сои [ Glycine max (Linn.) Merr.] зрелые листья и корни к дефициту магния до появления визуальных симптомов. Мы обратили внимание на первичные метаболиты, такие как сахара, аминокислоты и органические кислоты. Результаты показали, что дефицит Mg может вызывать массивные и отчетливые изменения метаболитов в листьях и корнях соответственно.

Материалы и методы

Растительный материал и условия роста

В этом исследовании использовали сорт сои Yue Chun 03-3. Yue Chun 03-3 коммерциализируется на юге Китая, где выщелачивание магния представляет собой серьезную проблему, связанную с подкислением почвы.Растения сои дикого типа выращивали в ростовой камере при следующих условиях: интенсивность света 400 мкмоль фотонов м -2 с -1 , 13 ч/26°С днем ​​и 11 ч/24°С ночным режимом, влажность 65%. Семена стерилизовали газообразным хлором и проращивали на стерилизованном и увлажненном вермикулите. Через четыре дня после прорастания проростки переносили на гидропонную культуру в резервуарах, как описано (Li et al., 2012). Компоненты гидропонной культуры следующие: NH 4 NO 3 0.4 ммоль, CA (NO 3 ) 2 ) 2 1,2 ммоль, Kno 3 1,5 ммоль, (NH 4 ) 2 SO 4 0,3 ммоль, KH 2 PO 4 0,25 ммоль, MNSO 4 0,5 мкмоль, ZnSO4 1,5 мкмол, CUSO4 1,5 мкмоль, CUSO 4 0,5 мкмоль, (NH5) · MO 7 O 24 1,5 мкмоль, NAB 4 O 7 0,2 мкмоль, Fe · Edta 0,04 ммоль, K 2 SO 4 0,8 ммоль, MgCl 2 0,5 ммоль. рН питательного раствора доводят до 5.8 по 1 М КОН каждые 2 дня, чтобы избежать подкисления раствора. Питательный раствор меняли каждую неделю. Через 10 дней культивирования, когда первый трехлистный лист полностью разросся и считается «исходным листом», растения сои переносили в раствор, не содержащий магния, или в контрольный раствор в 10:00 дня. Для раствора, не содержащего Mg, MgCl 2 был исключен из среды.

Сбор образцов

Образцы растений для анализа биомассы собирали через 10 дней после стресса (DAS), сушили нагреванием при 60°C в течение 72 часов в сушильном шкафу и взвешивали.Для метаболомного анализа и анализа содержания крахмала листья и корни собирали для анализа в 4 и 8 DAS в 10:00 дня (через 2 ч после освещения). Для образца листьев использовали целые первые тройчатые листья. Что касается корней, то целая корневая система имеет большие размеры и ее трудно обрабатывать при извлечении образца. Поэтому брали первичные корни на расстоянии 10 см от кончика корня. Все образцы были помещены в жидкий азот сразу после извлечения. Для каждой обработки анализировали шесть биологических повторностей. Для каждого биологического образца объединяли листья или корни трех отдельных растений.Таким образом, для каждой обработки было отобрано в общей сложности 18 растений. Замороженные образцы растирали ступкой и пестиком в мелкий порошок, лиофилизировали в концентраторе с охлаждаемой ловушкой Labconco Centrivap (Fisher Scientific Inc., США), затем разделяли на три технические повторности для метаболомного анализа.

Анализ содержания магния и хлорофилла

Для определения содержания Mg как корни, так и побеги сои сушили при 75°C в течение 2 дней в сушильном шкафу и взвешивали сухую массу. После обработки концентрированной HNO 3 концентрацию Mg определяли с помощью атомно-абсорбционного спектрометра (AAS, PerkinElmer, Шелтон, США).Для определения содержания хлорофилла 0,25 г свежих листьев экстрагировали 80% ацетоном, затем центрифугировали при 4000 об/мин в течение 4 мин. Оптическую плотность супернатанта измеряли на спектрометре (V-1600, MAPADA Instruments Co., Ltd., Шанхай, Китай) при длине волны 663 и 645 нм соответственно. Содержание хлорофилла рассчитывали, как описано (Porra et al., 1989).

Анализ содержания крахмала

Содержание крахмала определяли методом антрон-H 2 SO 4 , модифицированным согласно McCready et al.(1950). 2 мг лиофилизированных листьев и 20 мг лиофилизированных образцов корней инкубировали в 1 мл 80%-ного этанола при 80°С в течение 30 мин. Оставшийся осадок ресуспендировали в воде и инкубировали при 95°С в течение 15 мин и определяли крахмал спектрофотометром (UV-1780, SHIMADZU Co., Киото, Япония) при длине волны 620 нм.

Отбор проб для GC-TOF

Для метаболического анализа были приобретены растворители и реагенты высокой чистоты, чтобы избежать появления мешающих пиков МС и высокого фона.Экстракцию образцов проводили, как описано ранее (Fiehn, 2006; Fiehn et al., 2008). Вкратце, 5 мг лиофилизированных образцов добавляли к 1 мл предварительно охлажденного и дегазированного экстракционного буфера, состоящего из хлороформа, метанола и воды (1:2,5:1 [об/об/об]), затем добавляли 12 мкл арабитола (1 мг/мл). как внутренний стандарт. Образец встряхивали в течение 10 с и встряхивали на пластине для перемешивания в течение 6 мин при 4°C. После центрифугирования в течение 2 минут при 14 000 rcf 500 мкл супернатанта переносили в новую пробирку, а затем сушили в концентраторе с охлаждаемой ловушкой Labconco Centrivap (Fisher Scientific Inc., Уолтем, Массачусетс, США). Для дериватизации к каждому образцу добавляли по 80 мкл раствора метоксиамина (15 мг/мл в пиридине) и встряхивали в течение 2 ч при 37°С, 200 об/мин. Затем к каждой пробе добавляли по 80 мкл МСТФА и встряхивали 30 мин при 37°С, 200 об/мин. Сто пятьдесят микролитров образцов реакционных растворов переносили в стеклянные флаконы, подходящие для автоматического пробоотборника ГХ-МС. Среди каждых 5 испытанных образцов также вводили 1 образец контроля качества (смесь всех испытанных образцов).

Сбор данных с помощью GC-TOF-MS

Профилирование

GC-TOF-MS выполняли с использованием 1 мкл инъекции с помощью автоматического пробоотборника на капиллярную колонку (RESTEK Rxi ® — 5sil MS) (длина 30 м, 0.внутренний диаметр 25 мм и толщина пленки 0,25 мкм) (RESTEK Co., Беллефонте, Пенсильвания, США) и газовый хроматограф Agilent G6890B с нерасщепленным вводом и электронным контролем давления (Agilent Co., Санта-Клара, Калифорния), установленный на Pegasus Времяпролетный масс-спектрометр HT (LECO Co., Сент-Джозеф, Мичиган, США).

В качестве газа-носителя использовали гелий

со скоростью потока газа через колонку 2 мл/мин. ГХ начинают при 80°C и 2 мин изотермической обработки, затем повышают со скоростью 15°C/мин до 330°C и 6 мин изотермической.Температура линии передачи составляла 275°C. Использовали ионизацию электронным ударом при напряжении 70 В при температуре источника ионов 250°С. Энергия нити источника ионов была установлена ​​равной 70 эВ. После 240-секундной задержки растворителя включали нить накала и регистрировали масс-спектры в режиме полного сканирования при разрешающей способности по массе R = 600 от m/z от 45 до 500 при частоте 20 спектров в секунду и напряжении детектора 1460 В без включения массы. вариант с дефектом. Запись закончилась через 1200 с.

Для расчета индексов удерживания (RI) готовили смесь маркеров индекса внутреннего удерживания (RI) с использованием метиловых эфиров жирных кислот из смеси линейных цепей C12, C15, C19, C22, C32, C36 и вводили в каждую хроматограммы в качестве стандартных добавок.

Обработка данных и идентификация метаболитов

Хроматограммы оценивали вручную после масс-спектральной деконволюции (Chroma TOF, версия программного обеспечения 4.5X, LECO, Сент-Джозеф, Мичиган, США). Смещение базовой линии = 1, Smoothin = Auto, Ширина пика = 5 с, отношение сигнал/шум = 10. Высота пика не менее трех массовых фрагментов, представляющих каждый аналит, была нормализована с использованием внутренней стандартизации Arabitol. RI рассчитывали с помощью методов индекса удерживания программного обеспечения Chroma TOF путем нормализации с использованием внутренних маркеров RI.Характеристики были охарактеризованы из базы данных с использованием интегрированной в программное обеспечение LECO/Fiehn Metabolomics Library, а соответствующие метаболиты были обозначены с помощью программного обеспечения с порогом подобия > 800. Для углеводов, органических кислот и аминокислот, которые описаны в этом исследовании, стандарты метаболитов были приобретены у Sigma (Sigma-Aldrich Co., Сент-Луис, Миссури, США) или Fluka (Fluka Chemical Co., Милуоки, Висконсин, США), и была создана внутренняя библиотека для подтверждения идентификации метаболитов.Эти метаболиты идентифицировали путем сравнения времени удерживания и масс-спектров вручную со стандартами.

Анализ данных

Перед статистическим анализом площади пиков метаболитов в каждом образце сначала нормализовали по внутреннему стандарту (арабит) среди образцов. Затем относительное содержание каждого метаболита в каждом образце трансформировали путем сравнения с внутренним стандартом. В нашем анализе данных среднее значение из трех технических повторов было рассчитано с помощью Excel, которое использовалось в качестве значения каждого биологического повторения в статистическом анализе.

Тепловая карта была создана с помощью сервера MetaboAnalyst (Xia and Wishart, 2011; Xia et al., 2015). В одном образце из 8 корней DAS концентрация всех метаболитов была необычно низкой (чрезвычайно темно-синий цвет по сравнению с другими образцами), что должно быть вызвано экспериментальной ошибкой (например, плохой инъекцией), а не изменчивостью нормального распределения. Таким образом, этот образец был исключен из набора данных (рис. S2).

Для многовариантного анализа на веб-сайт MetaboAnalyst был загружен файл excel с нормализованными данными биологических повторностей и выполнена функция анализа главных компонентов (PCA).Для моновариантного анализа и тест Стьюдента t , и анализ кратных изменений были выполнены с использованием MetaboAnalyst, соответственно.

Результаты

Экспериментальный дизайн для определения дефицита магния и метаболомного анализа

Мы провели анализ дефицита магния в растениях сои в гидропонной системе (рис. S1). Обработку дефицитом магния применяли к 2-недельным растениям (4 дня на вермикулите, а затем 10 дней на гидропонике), когда первый трехлистный лист полностью разросся и считался «исходным листом».«Чтобы оценить ранние метаболические реакции, которые являются прямым следствием дефицита Mg, мы собрали первые зрелые тройчатые листья и корни на 4 и 8 DAS для метаболического анализа с помощью GC-TOF (рис. S1). При 4 DAS запасы Mg уже истощаются в зрелых листьях, в то время как в корнях снижается лишь умеренно (рис. 1А). Этот результат показал, что гомеостаз Mg более чувствителен в зрелых листьях, чем в корнях. На этой стадии на растениях, подвергшихся стрессу, не наблюдалось никаких симптомов, а содержание хлорофилла неотличимо от нормального растения (рис. 1С).Таким образом, 4 образца DAS отражают очень раннюю метаболическую реакцию, когда стрессированные растения еще визуально неотличимы от контрольных растений. При 8 DAS содержание Mg было истощено как в листьях, так и в корнях (рис. 1В), и на более молодых листьях начинают проявляться фенотипы хлороза. В 8 зрелых тройчатых листьях DAS содержание хлорофилла снижено лишь умеренно (значение p <0,05) (рис. 1C). Таким образом, 8 образцов DAS представляют собой метаболические реакции при появлении симптомов дефицита Mg.

Рисунок 1 . Влияние дефицита Mg на растения сои. (A,B) Содержание Mg (A) через 4 дня после стресса (DAS) и (B) 8 DAS растений сои. (C) Содержание хлорофилла в 4 DAS и 8 DAS листьях. CK-L, контрольные листья через 4 или 8 дней после стресса; CK-R, контрольные корни через 4 или 8 дней после стресса; 4 DAS-L, Mg-дефицитные листья через 4 дня после стресса; 4 DAS-R, корни с дефицитом магния через 4 дня после стресса; 8 DAS-L, листья с дефицитом Mg через 8 дней после стресса; 8 DAS-R, корни с дефицитом магния через 8 дней после стресса.*** p — значение < 0,001 в t — тест; * p -значение < 0,05.

Резкие метаболические изменения в растениях сои с дефицитом Mg

После нормализации данных был проведен PCA, чтобы проверить наличие метаболических различий в реакциях на дефицит Mg, определить вариацию момента времени и оценить вариацию образца. Чтобы исключить влияние стационарной тканевой специфичности, которая имеет наибольшее значение для различий между образцами, мы провели два АКП с образцами листьев и корней соответственно.PCA показал, что два основных компонента PC1 и PC2 вместе составляют 36,3 и 26,6% общей дисперсии в наборах данных листьев и корней соответственно (рис. 2A, B). В обоих наборах данных первый компонент, PC1, разрешал временные точки, что указывает на большую разницу между стадиями развития. Второй основной компонент, PC2, устранял реакции дефицита Mg на метаболическом уровне. График оценки PCA показал, что образцы листьев 4 растений DAS отличимы от контроля, в то время как образцы корней 4 DAS не были четко отделены от контроля (рис. 2A, B).Этот результат согласуется с более значительным истощением Mg в листьях, чем в корнях, при 4 DAS. Различия между дефицитом Mg и контрольными растениями отчетливы при 8 DAS, что согласуется со значительным фенотипом, вызванным дефицитом Mg (рис. 2A, B).

Рисунок 2 . PCA-анализ метаболомных данных. (A) Образцы листьев (B) Образцы корней. Четыре CK-L, управление выезжает на 4 DAS; 4 DAS-L, дефицит Mg уходит при 4 DAS. Четыре CK-R, контрольные корни на 4 DAS; 4 DAS-R, корни с дефицитом магния при 4 DAS.Восемь CK-L, управление выезжает в 8 DAS; 8 DAS-L, дефицит Mg уходит при 8 DAS. Восемь CK-R, контрольные корни на 8 DAS; 8 DAS-R, корни с дефицитом магния при 8 DAS.

Для моновариантного анализа дифференциально накопленных метаболитов при дефиците Mg использовали процедуру двойной фильтрации с t -критерием и кратным изменением. Мы установили пороговое значение p -value < 0,05 в тесте Стьюдента t и более 20% кратности изменения (|log2FC| > 0,26) для метаболитов, которые считаются «отзывчивыми» (Misra et al., 2016; Чжу и Ассманн, 2017). Кроме того, чувствительные признаки со значением p <0,001 и кратностью изменения более 50% (|log2FC|>0,59) считались «очень значительными» изменениями (таблица S1). В общей сложности 85 идентифицированных метаболитов продемонстрировали статистические ответы (|log2FC| > 0,26, p -значение <0,05) по крайней мере в одном сравнении между контрольной тканью и тканями с дефицитом Mg (таблица S1).

В 4 листьях DAS из-за дефицита магния было изменено в общей сложности 28 метаболитов, включая 10 органических кислот, 9 аминокислот, 6 других метаболитов и 3 углевода (рис. 3А).Только 5 метаболитов были очень значительно чувствительными, из которых глюконовый лактон был наиболее истощен, а D-глицерол-1-фосфат был единственным значительно повышенным метаболитом (рис. 3B, таблица S1). В корнях 25 метаболитов реагировали на дефицит Mg при 4 DAS, включая 7 органических кислот, 10 аминокислот, 5 других метаболитов и 3 углевода (рис. 3А). Только 3 метаболита были очень значительно изменены, включая глютамин (Gln), который наиболее индуцировал, и мочевину, которая была наиболее снижена (рис. 3C, таблица S1).В 8 листьях DAS наблюдались большие метаболические вариации, при этом было установлено, что чувствительными являются 60 метаболитов, включая 21 органическую кислоту, 19 аминокислот, 10 углеводов и 10 других метаболитов (рис. 3А). Двадцать шесть метаболитов были очень значительно изменены, при этом фенилаланин (Phe) показал наибольшее увеличение, а метилмалоновая кислота — наибольшее снижение (рис. 3D, таблица S1). В 8 корнях DAS было идентифицировано 33 измененных метаболита, при этом 16 показали очень значительный ответ, который был менее значительным, чем 8 листьев DAS (рис. 3A).Аллантоиновая кислота была наиболее индуцирована среди повышенных метаболитов, а янтарная кислота была наиболее снижена в 8 корнях DAS (рис. 3E, таблица S1). Приведенные выше результаты согласовывались с результатом анализа PCA, согласно которому растения с 8 DAS более отличимы от контрольных растений, чем с 4 растениями с DAS.

Рисунок 3 . Унивариантный анализ метаболомных данных. (A) Резюме статистических изменений метаболитов в каждом образце. (B–E) Наибольшее увеличение и уменьшение количества метаболитов в каждом образце. (B) 4 листа DAS. CK-L, управляющие листья; 4 DAS-L, дефицит Mg уходит при 4 DAS. (C) 4 корня DAS. CK-R, контрольные корни; 4 DAS-R, корни с дефицитом магния при 4 DAS. (D) 8 листов DAS. CK-L, управляющие листья; 8 DAS-L, дефицит Mg уходит при 8 DAS. (E) CK-R, контрольные корни; 8 DAS-R, корни с дефицитом магния при 8 DAS. *** p -значение <0,001 в t -тест, |log2FC| > 0,59 в кратном изменении.

Выделение углерода соей нарушено в ответ на дефицит Mg

Предыдущее исследование показало, что характерным фенотипом растений, испытывающих дефицит магния, является нарушение распределения углерода (Cakmak et al., 1994а; Германс и др., 2004, 2005; Какмак и Киркби, 2008 г.). Поэтому мы исследовали влияние дефицита Mg на основные углеводы, участвующие в распределении углерода и дыхании, включая сахарозу, глюкозу, фруктозу, глюкозо-6-фосфат (G6P) и фруктозо-6-фосфат (F6P). В листьях при 4 DAS наблюдалось небольшое количество ответов, тогда как при 8 DAS наблюдалось сильное увеличение содержания сахарозы. Кроме того, уровень глюкозы, фруктозы, G6P и F6P также увеличился (рис. 4). В корнях в любой момент времени наблюдалось несколько существенных изменений, за исключением снижения содержания сахарозы при 8 DAS.Подобно сахарозе, крахмал не изменился в 4 образцах ДАС, накапливался в 8 листьях ДАС и статистически уменьшался в 8 корнях ДАС (рис. 4).

Рисунок 4 . Углеводные изменения в листьях и корнях 8 DAS. + указывает на контрольные образцы; – указывает на образцы с дефицитом Mg. 4 д, 4 ДАС; 8 д, 8 ДАС. Красный фон указывает на очень значительное увеличение. *** p -значение <0,001 в t -тест, |log2FC| > 0,59 в кратности изменения; * p -значение < 0.05, |log2FC| > 0,26.

Распределение биомассы растений сои анализировали через 12 дней после стресса (DAS). По сравнению с контрольными растениями, растения, подвергшиеся воздействию магниевого голодания, показали снижение биомассы как в побегах, так и в корнях (рис. S3A, B). В частности, корни более ингибированы, чем побеги, что приводит к снижению соотношения корней и побегов (рис. S3C). Этот результат подтвердил, что на распределение биомассы от побега к корню влияет дефицит магния в растениях сои, что согласуется с нарушением распределения углерода (Cakmak et al., 1994б; Германс и др., 2005; Тевари и др., 2006 г.; Чакмак и Киркби, 2008 г.; Чакмак и Язычи, 2010).

Значительно снижено содержание органических кислот в корнях с дефицитом магния

Затем мы проанализировали органические кислоты, которые являются промежуточными продуктами или тесно связаны с гликолизом и циклом трикарбоновых кислот (TCA) дыхания. В листьях содержание щавелевой и пировиноградной кислот снижалось при 4 DAS. В 8 листьях DAS содержание янтарной, шикимовой и 2-кетоглутаровой кислот было очень значительно увеличено, а пировиноградной и фумаровой кислот снижено.В корнях повышены пировиноградная и фумаровая кислоты, тогда как лимонная и щавелевая кислоты снижаются при 4 DAS. При 8 DAS метаболические реакции органических кислот резко снижались (рис. 5). Органические кислоты, участвующие в гликолизе и цикле трикарбоновых кислот, включая пировиноградную кислоту, лимонную кислоту, 2-кетоглутаровую кислоту, янтарную кислоту, фумаровую кислоту и яблочную кислоту, были значительно снижены (рис. 5).

Рисунок 5 . Органические изменения в 8 листьях и корнях DAS.+ указывает на контроль; – свидетельствует о дефиците Mg. 4 д, 4 ДАС; 8 д, 8 ДАС. Красный фон указывает на очень значительное увеличение; синий фон указывает на очень значительное снижение. *** p -значение <0,001 в t -тест, |log2FC| > 0,59 в кратности изменения; * p -значение < 0,05, |log2FC| > 0,26.

Аминокислоты

были значительно увеличены в листьях с дефицитом магния

Аминокислоты и близкие промежуточные соединения также продемонстрировали резкий ответ на дефицит Mg.По сравнению с небольшими изменениями углеводов и органических кислот при 4 DAS аминокислоты, по-видимому, были более чувствительными. В 4 листьях DAS содержание лейцина (Leu) было значительно повышено, тогда как содержание аспарагиновой кислоты (Asp) и аланина (Ala) снижено. В корнях содержание глутаминовой кислоты (Glu) повышалось при 4 DAS. При 8 DAS в листьях наблюдалось поразительное увеличение большинства аминокислот, включая Phe, аспарагин (Asn), Leu, изолейцин (Ile), глицин (Gly), глутамин (Gln) и серин (Ser) (рис. 6). В отличие от листьев, в корнях 8 DAS наблюдалось гораздо меньше изменений, причем значительно уменьшились только Ala и Ser (рис. 6).

Рисунок 6 . Аминокислотные изменения в 8 листьях и корнях DAS. + указывает на контроль; – свидетельствует о дефиците Mg. 4 д, 4 ДАС; 8 д, 8 ДАС. Красный фон указывает на очень значительное увеличение; синий фон указывает на очень значительное снижение. *** p -значение <0,001 в t -тест, |log2FC| > 0,59 в кратности изменения; * p -значение < 0,05, |log2FC| > 0,26.

Обсуждение

В этом исследовании представлен обзор ранних метаболических фенотипов, вызванных дефицитом Mg в зрелых листьях (исходная ткань) и корнях (ткань-приемник).Метаболомный анализ позволяет проводить одновременный непредвзятый мониторинг предшественников, промежуточных продуктов и продуктов метаболических путей. В нашем метаболическом исследовании с помощью GC-TOF мы обратили внимание на первичный метаболизм, включая сахара, гликолиз, цикл трикарбоновых кислот и биосинтез аминокислот. Многовариантный и моновариантный анализ показал, что метаболические сети затрагиваются при 4 DAS, в то время как эффект был умеренным, а некоторые метаболиты демонстрировали значительные изменения. В 8 ДАС, когда первые зрелые тройчатые листья еще визуально неотличимы от контроля, наблюдалось массивное перепрограммирование метаболизма как в листьях, так и в корнях.Наши результаты сначала подтверждают предыдущие выводы о нарушении распределения углерода из-за дефицита Mg (Cakmak et al., 1994a; Hermans et al., 2004, 2005; Cakmak and Kirkby, 2008) (рис. 7). Более того, метаболический фенотип был различен в листьях и корнях при 8 DAS. Примечательно, что большинство аминокислот демонстрировало выраженное накопление в листьях, в то время как большинство органических кислот значительно уменьшалось в корнях (рис. 7).

Рисунок 7 . Реакция первичных метаболических путей на дефицит Mg в листьях и корнях.Верхняя панель представляет метаболические реакции в листьях с дефицитом Mg, в которых повышено содержание большинства углеводов и аминокислот. Нижняя панель показывает метаболические реакции в корнях с дефицитом Mg, в которых наблюдается тенденция к снижению содержания большинства углеводов и органических кислот. Метаболиты с повышенной активностью отмечены красным цветом, а метаболиты с пониженной активностью — синим. Тона красного или синего цвета указывают на величину кратного изменения. Верхняя панель, листья; нижняя панель, корни.

Дефекты распределения углеводов более выражены в исходных листьях в возрасте 8 лет DAS

У большинства растений дефицит магния приводит к заметному увеличению отношения сухого веса побегов к корнеплодам, что связано с накоплением сахарозы и крахмала в листьях (Cakmak et al., 1994б; Германс и др., 2005; Какмак и Киркби, 2008 г.). Имеющиеся на сегодняшний день данные подтверждают, что накопление сахара в листьях с дефицитом Mg происходит в первую очередь из-за нарушения экспорта сахарозы из источников, а не из-за снижения активности поглощения (Cakmak and Yazici, 2010). В нашем исследовании мы также обнаружили, что первые тройчатые листья сои при 8 DAS демонстрируют значительное увеличение содержания углеводов (крахмала, сахарозы, глюкозы и фруктозы) (рис. 7). Между тем, в корнях наблюдалось лишь умеренное снижение содержания сахарозы и крахмала и отсутствие изменений содержания глюкозы и фруктозы (рис. 7).Таким образом, наши результаты показывают, что выгрузка сахара из корней при 8 DAS, возможно, еще не сильно нарушена, а накопление сахара в листьях, скорее всего, является следствием дефицита магния in situ 90–166.

Специфическое для корней истощение органических кислот может быть связано с перепрограммированием множественных метаболических путей при дефиците Mg

Сообщалось, что наружное применение Mg способствовало высвобождению анионов органических кислот из корней для адаптации к кислой почве и токсичности алюминия (Yang et al., 2007; Бозе и др., 2013; Чен и Ма, 2013 г.; Чен и Ляо, 2016 г.). Однако метаболические реакции органических кислот на дефицит Mg в растениях остаются неясными. Наши результаты показали, что 8 растений сои DAS демонстрируют выраженное снижение большинства органических кислот, особенно в корнях (рис. 7). Органические кислоты являются интермедиатами фотосинтеза и дыхания, а также служат предшественниками для синтеза многих других соединений (Дринкович и др., 2016). Благодаря тесной метаболической связи с первичным и вторичным метаболизмом органические кислоты участвуют в регуляции широкого спектра основных клеточных процессов (Lopez-Bucio et al., 2000). Таким образом, механизмы, лежащие в основе изменений органических кислот при дефиците Mg, сложны и, по-видимому, являются результатом перепрограммирования многих метаболических путей.

Было показано, что

Mg имеет решающее значение для активности нескольких ферментов клеточного дыхания, основного пути метаболизма углерода, влияющего на содержание органических кислот (Terry and Ulrich, 1974; Garfinkel and Garfinkel, 1985). Влияние дефицита Mg на дыхание оказалось дифференцированным во времени и пространстве.В листьях сахарной свеклы показатели фотодыхания значительно снижены. Однако при недостатке Mg дыхание в темноте усиливалось (Terry, Ulrich, 1974). У цитрусовых темновое дыхание также усиливалось в листьях и уменьшалось в корне (Li et al., 2017). В нашем исследовании возможно, что дефицит Mg может привести к угнетению дыхания, что способствует снижению содержания органических кислот в корнях 8 DAS. Однако в 8 листьях DAS, которые были собраны в течение дня с предположительно сниженным дыханием, также было значительно снижено только содержание фумаровой кислоты (рис. 7).Таким образом, кажется, что снижение углеродного метаболизма может быть не единственной причиной истощения органических кислот в корнях 8 DAS.

Вторым фактором, который может быть связан с истощением органических кислот, является гомеостаз pH. Органические кислоты, имеющиеся в растительных клетках в изобилии, играют важную роль в поддержании гомеостаза рН. Было показано, что магний необходим для активности Н+-АТФазы, критического регулятора цитозольного pH (Brooker and Slayman, 1983; Yang et al., 2007). Следовательно, дефицит Mg в корне может привести к ингибированию Н + -АТФазы, что вызовет закисление цитоплазмы.Когда перекачка H + ингибируется, растительные клетки в основном используют метаболизм органических кислот для регуляции рН цитоплазмы (Lopez-Bucio et al., 2000). В ответ на дефицит Mg биосинтез органических кислот может снижаться, чтобы сбалансировать закисленный цитозольный pH.

Наконец, документально подтверждено, что ассимиляция аммония тесно связана с метаболизмом органических кислот. Органические кислоты необходимы для усвоения аммония и синтеза аминокислот (Goodchild and Givan, 1990; Hoffmann et al., 2007). При выращивании растений на среде с высоким содержанием аммония часто наблюдалось истощение органических кислот, особенно яблочной и лимонной (Hachiya et al., 2012). В растениях с дефицитом Mg поглощение аммиака будет увеличиваться из-за снижения конкуренции между положительно заряженными ионами. В нашем исследовании мочевина значительно накапливается как в листьях, так и в корнях 8 DAS, что может свидетельствовать о повышенном содержании аммония (рис. 7). Учитывая, что первичная ассимиляция аммония происходит в основном в корнях, накопление аммония может способствовать истощению органических кислот в корнях 8 ДАС.

Как указано выше, кислая почва с избытком H + , Al и Mn склонна к дефициту Mg. Учитывая, что органические кислоты играют важную роль в снижении токсичности алюминия и марганца (Rengel and Robinson, 1990; Senbayram et al., 2015), истощение органических кислот в корнях, вызванное дефицитом магния, может усугубить токсичность алюминия в кислой почве. Таким образом, наши результаты согласуются с предыдущими мнениями о том, что наружное применение Mg в кислых условиях почвы имеет решающее значение для защиты сельскохозяйственных культур от токсичности алюминия и марганца (Yang et al., 2007; Чен и Ма, 2013 г.).

Накопление аминокислот в листьях при дефиците магния может быть связано с нарушением метаболизма азота

Индукция свободных аминокислот при дефиците Mg была задокументирована предыдущими исследованиями, но подробный механизм остается неясным (Fischer et al., 1998). Здесь мы показываем, что накопление аминокислот стало очень значительным на относительно ранних стадиях (8 DAS) и специфично для листьев. Было высказано предположение, что дефицит Mg может ингибировать сборку и активность рибосом (Schuwirth et al., 2005), который отвечает за трансляцию и вызывает накопление свободных аминокислот (Weiss et al., 1973; Sperrazza, Spremulli, 1983). Кроме того, нарушение загрузки флоэмы также может привести к нарушению ремобилизации азота и, таким образом, объяснить накопление свободных аминокислот в листьях 8 DAS. Тем не менее, при дефиците Mg в шпинате, несмотря на то, что аминокислоты также были повышены в листьях-источниках, концентрация аминокислот существенно не влияла на флоэмный сок растений с дефицитом Mg (Fischer et al., 1998). Этот результат свидетельствует о том, что ремобилизация аминокислот во флоэме может не ограничиваться дефицитом Mg.

Помимо вышеуказанных возможностей, мы предполагаем, что хлороз может способствовать накоплению аминокислот (Fischer and Bremer, 1993; Fischer et al., 1998; Hermans et al., 2004, 2005). Деградация хлоропластов, которая может быть вызвана гетеротрофными условиями в исходных тканях листа, может привести к колоссальному высвобождению азота в виде аминокислот (Sage et al., 1987; Крафтс-Бранднер и др., 1990; Masclaux-Daubresse и др., 2010; Араужо и др., 2011). В нашем исследовании количество аминокислот резко увеличилось в 8 листьях DAS, что совпадает с фенотипом деградации хлоропластов: аспарагин и глутамин, два ключевых фактора ремобилизации азота и транспорта на большие расстояния, были среди аминокислот с наибольшим увеличением в 8 листьях DAS (рис. 7). ) (Rochat and Boutin, 1991; Masclaux-Daubresse et al., 2010). Соответственно, 2-оксоглутаровая кислота и янтарная кислота также были повышены в 8 листьях DAS (рис. 7), которые, как было установлено, являются альтернативными последующими продуктами аминокислот от деградации белка до входа в дыхание (Araujo et al., 2011; Фойер и др., 2011). Поэтому мы предполагаем, что хлороз может быть важным фактором, влияющим на содержание свободных аминокислот в листьях при дефиците Mg.

Заключение

Таким образом, это исследование позволило нам отслеживать вызванное дефицитом Mg перепрограммирование первичного метаболизма в листьях и корнях сои, что дает новое представление о влиянии минеральных питательных веществ на первичный метаболизм растений. В целом количество ассимилятов и промежуточных продуктов метаболизма имеет тенденцию к увеличению в исходных листьях (углеводы, аминокислоты) и уменьшению в корнях (углеводы, органические кислоты) (рис. 7).Эти реакции могут быть связаны с перепрограммированием множества метаболических путей при дефиците Mg. В будущих исследованиях могут быть введены другие аналитические методы, такие как жидкостная хроматография-масс-спектрометрия, для мониторинга вторичного метаболизма, чтобы дополнить ограничение метода ГХ-ВП-МС на первичный метаболизм. Более того, для ответа на неуловимые вопросы необходимы генетические и молекулярные исследования. Например, какие ключевые регуляторы контролируют отчетливые метаболические реакции на дефицит Mg в листьях и корнях? Каковы молекулярные механизмы замедленного выделения углерода при дефиците Mg? Каковы основные факторы, приводящие к накоплению аминокислот в листьях и истощению органических кислот в корнях при недостатке Mg?

Вклад авторов

YG: внес свой вклад в разработку концепции исследования и написал рукопись.Нью-Йорк: выполнено большинство экспериментов, анализ данных и подготовка рисунков. JJ, HX, MB, QX и XW: помогали в извлечении проб, измерении биомассы, измерении содержания Mg и подготовке фигур. XY: помощь с GC-TOF и анализом данных. ZC: участие в измерении содержания Mg и хлорофилла и подготовке рукописи.

Финансирование

Эта работа поддерживается Национальной ключевой программой исследований и разработок Китая (2016YFD0100700). NY, MB и QX поддерживаются стипендией K+S от Международного института магния.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Мы благодарим профессора Оливера Фина (Калифорнийский университет в Дэвисе) за советы по метаболическим исследованиям и г-на Сили Фана (Калифорнийский университет в Дэвисе) за предложения по статистическому анализу. Мы благодарим основной метаболический центр HBMC FAFU за поддержку метаболического анализа.

Дополнительный материал

Дополнительный материал к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2017.02091/full#supplementary-material

.

Рисунок S1 . План эксперимента и отбор проб для метаболомного анализа. Семена сои стерилизовали газообразным хлором и проращивали на стерилизованном и увлажненном вермикулите. Через четыре дня после всходов рассаду переводили в гидропонную культуру в емкости на 10 дней.Когда первый трехлистный лист полностью разросся и считался «исходным листом», растения сои переносили в раствор, не содержащий магния (Mg), или в контрольный раствор. Для анализа метаболизма и содержания крахмала листья и корни собирали для анализа через 4 и 8 дней после стресса (DAS). СК, контрольные образцы.

Рисунок S2 . Тепловая карта и кластеризация нормализованных данных. Были показаны топ-30 тепловой карты. В этом исследовании было обнаружено, что один образец из 8 контрольных корней DAS выделяется (зеленый образец с темно-синими графиками на правой панели), поскольку уровень всех метаболитов необычайно ниже, чем у других образцов.Этот образец был изъят из дальнейшего анализа.

Рисунок S3 . Биомасса и соотношение корней и побегов после 12-дневного дефицита Mg. (A) Биомасса листьев. (B) Корневая биомасса. (C) Соотношение корней и побегов. Синий фон указывает на очень значительное снижение. *** p -значение < 0,001 в t -тест.

Таблица S1 . Отзывчивые метаболиты при лечении дефицита магния. Красный цвет указывает на статистические ответы; Жирный красный цвет указывает на очень значительные изменения.Косая черта означает, что в образцах не обнаружено.

Ссылки

Араужо В.Л., Тоге Т., Ишизаки К., Ливер С.Дж. и Ферни А.Р. (2011). Деградация белка — альтернативный дыхательный субстрат для стрессовых растений. Trends Plant Sci. 16, 489–498. doi: 10.1016/j.tplants.2011.05.008

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Бозе Дж., Бабурина О., Шабала С. и Ренгель З. (2013). Устойчивость арабидопсиса к низкому pH и алюминию коррелирует с высоким содержанием магния в цитозоле и повышенным поглощением магния корнями растений. Физиол клеток растений. 54, 1093–1104. doi: 10.1093/pcp/pct064

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Брукер, Р. Дж., и Слейман, К. В. (1983). Влияние ионов Mg2+ на [H+]-АТФазу плазматической мембраны Neurospora crassa . II. Кинетические исследования. Дж. Биол. хим. 258, 8833–8838.

Реферат PubMed | Академия Google

Какмак, И., Хенгелер, К., и Маршнер, Х. (1994a). Изменение флоэмного экспорта сахарозы листьями в ответ на дефицит фосфора, калия и магния у растений фасоли. Дж. Экспл. Бот. 45, 1251–1257.

Академия Google

Чакмак И., Хенгелер К. и Маршнер Х. (1994b). Распределение сухого вещества побегов и корней и углеводов у растений фасоли, страдающих дефицитом фосфора, калия и магния. Дж. Экспл. Бот. 45, 1245–1250.

Академия Google

Чакмак, И., и Киркби, Э.А. (2008). Роль магния в разделении углерода и уменьшении фотоокислительного повреждения. Физиол. Завод 133, 692–704.doi: 10.1111/j.1399-3054.2007.01042.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чакмак, И., и Маршнер, Х. (1992). Дефицит магния и высокая интенсивность света усиливают активность супероксиддисмутазы, аскорбатпероксидазы и глутатионредуктазы в листьях фасоли. Физиол растений. 98, 1222–1227. doi: 10.1104/pp.98.4.1222

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чакмак, И., и Язычи, А.М. (2010).Магний: забытый элемент в растениеводстве. Завод по улучшению сельскохозяйственных культур 94, 23–25.

Академия Google

Чен, З. К., и Ляо, Х. (2016). Анионы органических кислот: эффективное защитное оружие растений от алюминиевой токсичности и дефицита фосфора в кислых почвах. Ж. Жене. Геномика 43, 631–638. doi: 10.1016/j.jgg.2016.11.003

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чен, З. К., и Ма, Дж. Ф. (2013).Транспортеры магния и их роль в устойчивости растений к алюминию. Почва для растений 368, 51–56. doi: 10.1007/s11104-012-1433-y

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чен, З. К., Пэн, В. Т., Ли, Дж., и Ляо, Х. (2017a). Функциональная диссекция и транспортный механизм магния в растениях. Семин. Сотовый Дев. Биол . doi: 10.1016/j.semcdb.2017.08.005. [Epub перед печатью].

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чен, З.C., Yamaji, N., Horie, T., Che, J., Li, J., An, G., et al. (2017б). Переносчик магния OsMGT1 играет решающую роль в устойчивости риса к соли. Физиол растений. 174, 1837–1849 гг. doi: 10.1104/pp.17.00532

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Крафтс-Бранднер, С.Дж., Сальвуччи, М.Е., и Эгли, Д.Б. (1990). Изменения содержания рибулозобисфосфаткарбоксилазы/оксигеназы и рибулозо-5-фосфаткиназы и фотосинтетической способности во время старения листьев. Фотосин. Рез. 23, 223–230. дои: 10.1007/BF00035013

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Фархат, Н., Иванов, А.Г., Крол, М., Рабхи, М., Смауи, А., Абделли, С., и соавт. (2015). Преимущественное повреждающее действие ограниченной биодоступности магния на фотосистему I у растений Sulla carnosa . Планта 241, 1189–1206. doi: 10.1007/s00425-015-2248-x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Фин, О.(2006). «Профилирование метаболита в арабидопсисе», в протоколах Arabidopsis , под редакцией Дж. Салинаса и Дж. Дж. Санчес-Серрано (Тотова, Нью-Джерси: Humana Press), 439–447.

Академия Google

Фин, О., Вольгемут, Г., Шольц, М., Кинд, Т., Ли, Д.Ю., Лу, Ю., и др. (2008). Контроль качества для метаболомики растений: отчеты об исследованиях, соответствующих требованиям MSI. Завод J. 53, 691–704. doi: 10.1111/j.1365-313X.2007.03387.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Фишер, Э.С. и Бремер Э. (1993). Влияние дефицита магния на скорость роста листьев, накопление крахмала и сахарозы и общую ассимиляцию у Phaseolus vulgaris . Физиол. Растение. 89, 271–276. doi: 10.1111/j.1399-3054.1993.tb00153.x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Фишер, Э.С., Лохаус, Г., Хайнеке, Д., и Хельдт, Х.В. (1998). Дефицит магния приводит к накоплению углеводов и аминокислот в исходных и стоковых листьях шпината. Физиол. Растение. 102, 16–20.

Академия Google

Фойер, Ч. Х., Ноктор, Г., и Ходжес, М. (2011). Дыхание и усвоение азота: воздействие на метаболизм, связанный с митохондриями, как средство повышения эффективности использования азота. Дж. Экспл. Бот. 62, 1467–1482. дои: 10.1093/jxb/erq453

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Гарфинкель, Л., и Гарфинкель, Д. (1985). Магний регулирует гликолитический путь и вовлеченные ферменты. Магний 4, 60–72.

Реферат PubMed | Академия Google

Гудчайлд, Дж. А., и Гиван, К. В. (1990). Влияние аммония и внеклеточного рН на содержание аминокислот и органических кислот в суспензионной культуре клеток Acer pseudoplatanus . Физиол. Растение. 78, 29–37. doi: 10.1111/j.1399-3054.1990.tb08710.x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Гранзее, А., и Фюрс, Х. (2013). Мобильность магния в почвах как проблема для анализа почвы и растений, удобрения магнием и поглощения корнями в неблагоприятных условиях роста. Почва для растений 368, 5–21. doi: 10.1007/s11104-012-1567-y

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Го, В. Л., Назим, Х., Лян, К., и Ян, Д. Ф. (2015). Дефицит магния у растений: актуальная проблема. Урожай J 4, 83–91. doi: 10.1016/j.cj.2015.11.003

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Хачия Т., Ватанабэ С.К., Фуджимото М., Исикава Т., Такахара К., Каваи-Ямада М. и др. (2012). Добавление нитратов снижает токсичность аммония без уменьшения накопления аммония, истощения органических кислот и неорганических катионов в побегах Arabidopsis thaliana . Физиол клеток растений. 53, 577–591. doi: 10.1093/pcp/pcs012

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Херманс, К., Буржис, Ф., Фаучер, М., Штрассер, Р. Дж., Делрот, С., и Вербрюгген, Н. (2005). Дефицит магния у сахарной свеклы изменяет распределение сахара и нагрузку на флоэму в молодых зрелых листьях. Планта 220, 541–549. doi: 10.1007/s00425-004-1376-5

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Германс, К., Конн, С.Дж., Чен, Дж.Г., Сяо, К.Ю., и Вербрюгген, Н. (2013). Обновленная информация о механизмах гомеостаза магния в растениях. Металломика 5, 1170–1183. дои: 10.1039/c3mt20223b

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Херманс, К., Джонсон, Г. Н., Штрассер, Р. Дж., и Вербрюгген, Н. (2004). Физиологическая характеристика дефицита магния у сахарной свеклы: акклиматизация к низкому содержанию магния по-разному влияет на фотосистемы I и II. Планта 220, 344–355.doi: 10.1007/s00425-004-1340-4

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Херманс, К., Вуйлстеке, М., Коппенс, Ф., Крачун, А., Инзе, Д., и Вербрюгген, Н. (2010a). Ранние транскриптомные изменения, вызванные дефицитом магния у Arabidopsis thaliana , выявляют изменение экспрессии генов циркадных часов в корнях и запуск генов, чувствительных к абсцизовой кислоте. Новый Фитол. 187, 119–131. doi: 10.1111/j.1469-8137.2010.03258.х

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Hermans, C., Vuylsteke, M., Coppens, F., Cristescu, S.M., Harren, F.J.M., Inze, D., et al. (2010б). Системный анализ ответов на длительный дефицит магния и восстановление у Arabidopsis thaliana . Новый Фитол. 187, 132–144. doi: 10.1111/j.1469-8137.2010.03257.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хоффманн, А., Мильде, С., Дезель, К., Hümpel, A., Kaiser, H., Hammes, E., et al. (2007). N-форма-зависимая задержка роста проростков Arabidopsis thaliana , выявленная в ходе физиологических исследований и исследований на микрочипах. J. Питательные вещества для растений. Почвовед. 170, 87–97. doi: 10.1002/jpln.200625032

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Кобаяши, Н. И., и Таной, К. (2015). Критические вопросы изучения систем транспорта магния и симптомов дефицита магния у растений. Междунар. Дж. Мол.науч. 16, 23076–23093. дои: 10.3390/ijms160923076

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Li, C.C., Gui, S.H., Yang, T., Walk, T., Wang, X.R., and Liao, H. (2012). Идентификация генов пурпурной кислой фосфатазы сои и реакции их экспрессии на доступность фосфора и симбиоз. Энн. Бот. 109, 275–285. doi: 10.1093/aob/mcr246

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ли, К.-П., Qi, Y.-P., Zhang, J., Yang, L.-T., Wang, D.-H., Ye, X., et al. (2017). Изменения газообмена, основных метаболитов и ключевых ферментов, вызванные дефицитом магния, различаются между корнями, нижними и верхними листьями проростков Citrus sinensis . Три Физиол 37, 1564–1581. doi: 10.1093/treephys/tpx067

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лопес-Бусио, Дж., Ньето-Якобо, М.Ф., Рамирес-Родригес, В.В., и Эррера-Эстрелла, Л. (2000).Обмен органических кислот в растениях: от адаптивной физиологии к трансгенным сортам для выращивания в экстремальных почвах. Растениевод. 160, 1–13. doi: 10.1016/S0168-9452(00)00347-2

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Masclaux-Daubresse, C., Daniel-Vedele, F., Dechorgnat, J., Chardon, F., Gaufichon, L., and Suzuki, A. (2010). Поглощение, ассимиляция и ремобилизация азота в растениях: проблемы устойчивого и продуктивного сельского хозяйства. Энн.Бот. 105, 1141–1157. doi: 10.1093/aob/mcq028

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

McCready, R.M., Guggolz, J., Silviera, V., и Owens, H.S. (1950). Определение крахмала и амилозы в овощах. Аналит. хим. 22, 1156–1158. дои: 10.1021/ac60045a016

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Мисра, Б. Б., Де Армас, Э., и Чен, С. (2016). Дифференциальные метаболические реакции иммунитета, запускаемого PAMP, и иммунитета, запускаемого эффектором, в суспензионных клетках Arabidopsis . Метаболомика 12:61. doi: 10.1007/s11306-016-0984-y

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Порра, Р.Дж., Томпсон, В.А., и Кридеманн, П.Е. (1989). Определение точных коэффициентов экстинкции и одновременных уравнений для анализа хлорофиллов a и b, экстрагированных четырьмя различными растворителями: проверка концентрации стандартов хлорофилла с помощью атомно-абсорбционной спектроскопии. Биохим. Биофиз. Acta 975, 384–394. дои: 10.1016/S0005-2728(89)80347-0

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ренгель, З.и Робинсон Д.Л. (1990). Моделирование поглощения магния из кислой почвы: I. Отношения питательных веществ на границе почва-корень. Почвоведение. соц. Являюсь. J. 54, 785–791. дои: 10.2136/sssaj1990.03615995005400030027x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Роша, К., и Бутин, Ж.-П. (1991). Метаболизм аминокислот, переносимых флоэмой, в материнских тканях плодов клубеньковых или питающихся нитратами растений гороха ( Pisum sativum L .). Дж. Экспл. Бот. 42, 207–214.doi: 10.1093/jxb/42.2.207

Полнотекстовая перекрестная ссылка

Сейдж, Р.Ф., Пирси, Р.В., и Симанн, Дж.Р. (1987). Эффективность использования азота растениями С(3) и С(4): III. Влияние азота листьев на активность карбоксилирующих ферментов у Chenopodium album (L.) и Amaranthus retroflexus (L.). Физиол растений. 85, 355–359. doi: 10.1104/pp.85.2.355

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Шувирт, Б.С., Боровинская М.А., Хау С.В., Чжан В., Вила-Санджурджо А., Холтон Дж.М. и соавт. (2005). Структуры бактериальной рибосомы с разрешением 3,5 Å. Наука 310, 827–834. doi: 10.1126/science.1117230

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Сенбайрам, М., Гранси, А., Вале, В., и Тиль, Х. (2015). Роль магниевых удобрений в сельском хозяйстве: континуум «растение-почва». Пастбищные науки. 66, 1219–1229. дои: 10.1071/CP15104

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Шен, Дж., Song, L., Müller, K., Hu, Y., Song, Y., Yu, W., et al. (2016). Магний смягчает неблагоприятное воздействие свинца на рост, фотосинтез и ультраструктурные изменения проростков Torreya grandis . Перед. Растениевод. 7:1819. doi: 10.3389/fpls.2016.01819

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Сперрацца, Дж. М., и Спремулли, Л. Л. (1983). Количественное определение связывания катионов с рибосомами зародышей пшеницы: влияние на равновесие ассоциации субъединиц и активность рибосом. Рез. нуклеиновых кислот. 11, 2665–2679. дои: 10.1093/нар/11.9.2665

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Терри, Н., и Ульрих, А. (1974). Влияние дефицита магния на фотосинтез и дыхание листьев сахарной свеклы. Физиол растений. 54, 379–381.

Реферат PubMed | Академия Google

Тевари Р.К., Кумар П. и Шарма П.Н. (2006). Дефицит магния вызывал окислительный стресс и антиоксидантные реакции у растений тутового дерева. науч. Хортик. 108, 7–14. doi: 10.1016/j.scienta.2005.12.006

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Транкнер М., Джакли Б., Тавакол Э., Гейлфус С.М., Чакмак И., Диттерт К. и соавт. (2016). Дефицит магния снижает эффективность использования воды биомассой и увеличивает эффективность использования воды листьями и окислительный стресс у растений ячменя. Почва для растений 406, 409–423. doi: 10.1007/s11104-016-2886-1

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Вербрюгген, Н.и Германс, К. (2013). Физиологические и молекулярные реакции на дисбаланс магния в растениях. Почва для растений 368, 87–99. doi: 10.1007/s11104-013-1589-0

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Weiss, R.L., Kimes, B.W., and Morris, D.R. (1973). Катионы и строение рибосом. 3. Влияние на 30S- и 50S-субъединицы замены связанного Mg2+ неорганическими катионами. Биохимия 12, 450–456. дои: 10.1021/bi00727a014

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Вестерманн, Д.Т. (1996). Биодоступность питательных веществ в почве: механистический подход, 2-е изд. Почвоведение. 161, 140–141. дои: 10.1097/00010694-199602000-00012

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ся, Дж. Г., Синельников, И. В., Хан, Б., и Уишарт, Д. С. (2015). MetaboAnalyst 3.0 делает метаболомику более значимой. Рез. нуклеиновых кислот. 43, W251–W257. doi: 10.1093/нар/gkv380

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ся, Дж.Г. и Уишарт, Д. С. (2011). Интернет-вывод биологических паттернов, функций и путей на основе метаболомных данных с использованием MetaboAnalyst. Нац. протокол 6, 743–760. doi: 10.1038/nprot.2011.319

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ян, Дж. Л., Ю, Дж. Ф., Ли, Ю. Ю., Ву, П., и Чжэн, С. Дж. (2007). Магний усиливает индуцированную алюминием секрецию цитрата в корнях рисовых бобов ( Vigna umbellata ) за счет восстановления активности Н+-АТФазы плазматической мембраны. Физиол клеток растений. 48, 66–73. doi: 10.1093/pcp/pcl038

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чжу, М., и Ассманн, С.М. (2017). Метаболические сигнатуры в ответ на обработку абсцизовой кислотой (АБК) в замыкающих клетках Brassica napus , выявленные с помощью метаболомики. науч. Респ. 7:12875. doi: 10.1038/s41598-017-13166-w

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Взаимоотношения азота и магния в сельскохозяйственных культурах

  • Ариш, В.Х., Вклад в теорию поглощения солей растением и их транспорта в паренхиматозной ткани. проц. Кон. Нидерланды. акад. Wetenschap. (Амстердам) 48 , 420–426 (1945).

    Google ученый

  • Арнон Д. И. Влияние аммонийного и нитратного азота на минеральный состав и характеристики сока ячменя. Почвовед. 48 , 295–307 (1939).

    Google ученый

  • Арнон Д.I., Fratzke, W.E. и Johnson, C.M., Концентрация ионов водорода в связи с поглощением неорганических питательных веществ высшими растениями. Завод Физиол. 17 , 515–524 (1942).

    Google ученый

  • Беар, Ф. Э., Катионные и анионные отношения в растениях и их влияние на качество урожая. Агрон. J. 42 , 176–178 (1950).

    Google ученый

  • Болле-Джонс, Э.W, Сравнительное влияние ионов аммония и нитрата на рост и состав Hevea brasiliensis . Физиол. Plantarum 8 , 606–629 (1955).

    Google ученый

  • Бойнтон Д. Магниевое питание яблонь. Пачкаться. науч. 63 , 53–58 (1947).

    Google ученый

  • Бойнтон, Д. и Баррелл, А. Б., Дефицит магния, вызванный калием, у яблони Макинтош.Почвовед. 58 , 441–454 (1944).

    Google ученый

  • Burström, H., Mineralstoffwechsel. Фортшр. Ботаник 12 , 216–246 (1949).

    Google ученый

  • Burström, H., Mineralstoffwechsel. Фортшр. Ботаник 13 , 250–268 (1951).

    Google ученый

  • Бурстрём, Х., Mineralstoffwechsel. Фортшр. Ботаник 14 , 290–312 (1954).

    Google ученый

  • Castenmiller, G. M., Was ist mit dem Magnesium los? В: Zwei Verbündete: Kalium und Magnesium, p. 14–35. Deutsche WarenVertriebsgesellschaft m.b.H. Берлин W8 (без даты).

  • Эпштейн, Э. и Хаген, К.Э., Кинетическое исследование поглощения щелочных катионов корнями ячменя. Завод Физиол. 27 , 457–474 (1952).

    Google ученый

  • Феррари, тел. J. и Sluijsmans, C.M.J., Крапчатость и дефицит магния в овсе и их зависимость от различных факторов. Plant and Soil 6 , 262–299 (1955).

    Google ученый

  • Геринг А., Neuere Anschauungen über die düngende Wirkung von magichaltigen Düngemitteln. З. Пфланценернер. Зунг. Боденк. А 15 , 300–310 (1930).

    Google ученый

  • Геринг А., Кройцбург У., Поммер Э., Штокхаус Х. фон и Верманн О., Weitere Untersuchungen über die Wirkung des Magnesiums auf den Ernteertrag des Bodens. З. Пфланценернер. Зунг. Боденк. А 29 , 335–380 (1933).

    Google ученый

  • Gouny, P., Наблюдения за особенностями содержания аммиака в питании в отсутствие и в присутствии кальция.Анна. Агрон. (Париж) 6 , 589–614 (1955).

    Google ученый

  • Хоблин, Т. Н., Мануриальные испытания с яблонями Ист-Мэллинга, 1920–1939 гг. Дж. Помол. Хорт. науч. 18 , 325–343 (1940).

    Google ученый

  • Хонерт, Т. Х. ван ден, и Хойманс, Дж. Дж. М., О поглощении нитратов кукурузой в водной культуре. Акта Ботан. Нирланд. 4 , 376–384 (1955).

    Google ученый

  • Худиг, Дж. и Мейер, К., De Hooghalensche ziekte, een nieuwe bodemziekte op zand-en veengronden. Directie van den Landbouw, ‘s-Gravenhage (1918).

  • Италия, Th. Б. ван, Magnesiummangel und Ionenverhältnisse в Getreidepflanzen. Боденк. ты Пфланценернер. 5 , 303–334 (1937).

    Google ученый

  • Италия, Th.Б. Ван, Катионные равновесия в растениях по отношению к почве. Почвовед. 46 , 175–186 (1938).

    Google ученый

  • Италия, Th. Б. Ван, Катионные равновесия в растениях по отношению к почве. II. Почвовед. 65 , 393–416 (1948).

    Google ученый

  • Джейкоб А., Магнезия: der fünfte Pflanzenhauptnährstoff. 110 стр. Фердинанд Энке Верлаг, Штутгарт (1955).

    Google ученый

  • Джеймс В. О. Дыхание растений, с. 249–255. Кларендон Пресс, Оксфорд (1953).

    Google ученый

  • Йессен В., Die Marmorierung der Blätter der Getreidearten, eine Magnesium-mangelerscheinung. З. Пфланценернер. Зунг. Боденк. А 22 , 129–135 (1931).

    Google ученый

  • Кардос Л.Т. и Иоффе Дж. С. Получение, состав и химическое поведение сложных силикатов магния, кальция, стронция и бора. Почвовед. 45 , 293–307 (1938).

    Google ученый

  • Кракенбергер Х.Ф. и Петерсон В.Дж. Влияние окружающей среды на содержание магния в растениях. Южный Кооп. сер. бык. 36 , 98–118 (1954).

    Google ученый

  • Леммерманн, О., Йессен В. и Леш В., Versuche über die Wirkung von Magnesiumsalzen auf verschiedenen Böden. З. Пфланценернер. Зунг. Боденк. B 11 , 489–507 (1932).

    Google ученый

  • Лев, О., Über die physiologischen Functionen der Calcium- und Magnesiumsalze im Pflanzenorganismus. Флора 75 , 368–394 (1892).

    Google ученый

  • Лундегорд, Х., Анионное дыхание. Экспериментальные основы теории всасывания, транспорта и экссудации электролитов живыми клетками и тканями. Симпозиумы Соц. Экспл. биол. (Кембридж) 8 , 262–296 (1954).

    Google ученый

  • Maschhaupt, J.G., In hoeverre kunnen K, Na, Ca en Mg elkander in de plant vervangen? Верслаг. Ландбаук. Ондерзук. 40 , 1025–1096 (1934).

    Google ученый

  • Мак Эвой, Э.Т., Отношение ионов аммония и сульфата к дефициту магния в табаке. Могу. Дж. Агр. науч. 34 , 281–287 (1954).

    Google ученый

  • Макинтайр, У. Х., Шоу, У. М. и Робинсон, Б., Различие между поглощенным и обменным магнием через четыре года после лизиметрического включения оксидов и карбонатов. Почвовед. 37 , 289–303 (1934).

    Google ученый

  • Майкл Г., Über die Aufnahme und Verteilung des Magnesiums und dessen Rolle in der höheren grünen Pflanze. Боденк. ты Пфланценернер. 25 , 65–120 (1941).

    Google ученый

  • Малдер Д. Дефицит магния у плодовых деревьев на песчаных и глинистых почвах в Голландии. Plant and Soil 2 , 145–157 (1950).

    Google ученый

  • Малдер, Д., Исследования питания фруктовых деревьев.II. Соотношение калия, магния и фосфора в листьях яблони. Plant and Soil 4 , 107–117 (1952).

    Google ученый

  • Малдер, Э. Г., Об использовании микроорганизмов для измерения дефицита меди, магния и молибдена в почвах. Антони ван Левенгук 6 , 99–109 (1940).

    Google ученый

  • Малдер, Э. Г., Микробиологическая оценка доступной меди и молибдена в почве и растительном материале.Analytica Chimica Acta 2 , 793–800 (1948).

    Google ученый

  • Малдер Э. Г. Исследования по азотному питанию растений гороха. Plant and Soil 1 , 179–212 (1948).

    Google ученый

  • Малдер, Э. Г., Важность меди и молибдена в питании высших растений и микроорганизмов. В: Микроэлементы в физиологии растений, с.41–52. Уолтем, Массачусетс, США (1950).

    Google ученый

  • Mulder, E.G., De Magnesiumvoeding van Landbouwgewassen, in het bijzonder in verband met de Stikstofbemesting. 16 стр. Landbouwk. Бюро дер Недерль. Stikstof-meststoffen-Industrie, ‘s-Gravenhage (1951).

  • Малдер, Э. Г., Необходимость микроэлементов для микроорганизмов и их микробиологическое определение. проц. 6-я междунар. микробиол.конгр. Рим 6 , 293–313 (1953).

    Google ученый

  • Mulder, E.G. Молибден в связи с ростом высших растений и микроорганизмов. Plant and Soil 5 , 368–415 (1954).

    Google ученый

  • Mulder, E.G. и Hussain Aleem, M.I. Использование Aspergillus niger для определения доступного для растений магния в почве.Plant and Soil 8 (в печати) (1956).

  • Соловей, Г. Т., Питание аммиаком и нитратами спящих вкусных яблонь при 48°F. Ботан. Газ. 95 , 437–452 (1933).

    Google ученый

  • Олсен, К., Значение концентрации для скорости поглощения ионов высшими растениями в водной культуре. 4. Влияние концентрации ионов водорода. Физиол. Plantarum 6 , 848–858 (1953).

    Google ученый

  • Оверстрит Р. и Джейкобсон Л. Механизмы поглощения ионов корнями. Анна. Преподобный Завод Физиол. 3 , 189–206 (1952).

    Google ученый

  • Оверстрит Р., Джейкобсон Л. и Хэндли Р. Влияние кальция на поглощение калия корнями ячменя. Завод Физиол. 27 , 583–590 (1952).

    Google ученый

  • Попп М., Die Düngewirkung der Magnesia. Ландвирч. Versuchssta. 124 , 192–152 (1936).

    Google ученый

  • Принс, А. Л., Циммерман, М. и Беар, Ф. Э., Способность 20 почв Нью-Джерси снабжать магнием. Почвовед. 63 , 69–78 (1947).

    Google ученый

  • Рассел, Дж. С., Бург, К. В. и Роудс, М. Ф., Влияние азотных удобрений на содержание азота, фосфора и катионов в костре.Почвовед. соц. Являюсь. проц. 18 , 292–296 (1954).

    Google ученый

  • Schachtschabel, P. и Isermayer, H., Die Magnesium-Bestimmung mittels Titangelb. З. Пфланценернер. Зунг. Боденк. 67 , 1–8 (1954).

    Google ученый

  • Шаррер, К. и Юнг, Дж., Der Einfluss der Ernährung auf das Verhältnis von Kationen zu Anionen in der Pflanze.З. Пфланценернер. Зунг. Боденк. 71 , 76–94 (1955).

    Google ученый

  • Шаррер, К. и Юнг, Дж., Weitere Untersuchungen über die Nährstoffaufnahme und das Verhältnis von Kationen zu Anionen in der Pflanze. З. Пфланценернер. Зунг. Боденк. 71 , 97–113 (1955).

    Google ученый

  • Schmitt, L., Die Wirkung des Magnesiumions auf kalkarmen Mineralböden.З. Пфланценернер. Зунг. Боденк. А 29 , 50–58. (1933).

    Google ученый

  • Schmitt, L., Altes und Neues zur Magnesiumdüngungsfrage. З. Пфланценернер. Зунг. Боденк. 42 , 129–143 (1936).

    Google ученый

  • Schuffelen, A.C., Является ли de plantengroei afhankelijk van de ionenverhouding в берлоге? II. De ionenverhouding in de grond en de rentabiliteit der meststoffen.Ландбаук. Tijdschr. 52 , 845–868 (1940).

    Google ученый

  • Шуффелен, А. С. и Лусьес, Р., Значение питательной среды для поглощения катионов растениями (рабочая гипотеза). проц. Недерл. акад. Wetenschap. Амстердам 45 , 726–733 (1942).

    Google ученый

  • Шуффелен А.С. и Лусьес Р. Влияние активности ионов и концентрации ионов в среде на поглощение катионов растениями.проц. Недерл. акад. Wetenschap. Амстердам 45 , 944–952 (1942).

    Google ученый

  • Скотт Рассел, Р., Связь между метаболизмом и накоплением ионов растениями. Симпозиумы Соц. Экспл. биол. (Кембридж) 8 , 343–366 (1954).

    Google ученый

  • Selke, W., Beziehungen zwischen der Wirkung von Kalk-, Magnesium- und Stickstoffdüngung auf einen stark versauerten Sandboden.В: Zwei Verbündete: Kalium und Magnesium, p. 153–191. Deutsche Waren-Vertriebsgesellschaft m.b.H., Berlin W8 (без даты).

  • Смит Дж. и Малдер Э. Г. Дефицит магния как причина повреждения злаков. Медедель. Landbouwhoogesch. 46 , № 3. 43 с. (1942).

  • Стаут, П. Р., Мигер, В. Р., Пирсон, Г. А. и Джонсон, К. М., Молибденовое питание сельскохозяйственных растений. I. Влияние фосфатов и сульфатов на поглощение молибдена из почв и растворных культур.Plant and Soil 3 , 51–87 (1951).

    Google ученый

  • Сатклифф, Дж. Ф., Поглощение катионов нерастущими растительными клетками. Симпозиумы Соц. Экспл. биол. (Кембридж) 8 , 325–342 (1954).

    Google ученый

  • Уодли, В. Х. и Шив, Дж. В., Содержание оснований в растениях кукурузы в зависимости от рН субстрата и формы подачи азота. Почвовед. 47 , 273–283 (1939).

    Google ученый

  • Уоллес Т., Химические исследования дефицита магния у плодовых деревьев. Дж. Помол. Хорт. науч. 18 , 145–160 (1940).

    Google ученый

  • Уолш Т. и О’Донохью Т. Ф. Дефицит магния у некоторых сельскохозяйственных культур в связи с уровнем питания калием. Дж. Агр. науч. 35 , 254–263 (1945).

    Google ученый

  • Welch, Jr., H.V., Wallace, A. and Mueller, R.T. Влияние факториально объединенных уровней катионов и нитрат-ионов, адсорбированных на ионообменных смолах, на поглощение питательных веществ растениями. Почвовед. соц. Являюсь. проц. 18 , 137–140 (1954).

    Google ученый

  • Гистология хвои европейской ели с дефицитом магния под влиянием источника азота | Физиология деревьев

    Аннотация

    Влияние дефицита магния и изменения соотношения нитратов и аммония на гистологию хвои и концентрацию хлорофилла исследовали на однолетней и однолетней хвое клоновых деревьев ели европейской ( Picea abies (L.) Карст.). Шестилетние деревья выращивали в течение года в культуре песка с оборотными питательными растворами, содержащими достаточную (0,2 мМ) или предельную (0,04 мМ) концентрацию Mg. Концентрацию азота не меняли (5 мМ), но отношение NO 3 /NH 4 + доводили до 0,76 для Mg-достаточных и до 1,86, 0,76 или 0,035 для Mg-ограниченных растений. . Видимые симптомы дефицита Mg проявлялись только в хвое текущего года, что свидетельствует о достаточном питании Mg перед экспериментом.В условиях ограничения Mg концентрации хлорофилла и Mg были самыми низкими в хвое деревьев, получавших NH 4 + в качестве основного источника азота, и самыми высокими в хвое деревьев, получавших NO 3 в качестве основного источника азота. . В однолетней и годовалой хвое накопление крахмала, вызванное дефицитом Mg, увеличивалось, когда основным источником азота был NH 4 + . Накопление шариков танина в хвое текущего года, происходящее в ответ на дефицит Mg, также возрастало с уменьшением отношения NO 3 /NH 4 + -отношений.Дефицит магния вызывал преждевременное старение тканей сосудистого пучка, о чем свидетельствуют модификации камбия и увеличение количества спавшихся ситовидных клеток. Количество разрушенных ситовидных клеток было немного ниже в хвое, выращенной в режиме с преобладанием NH 4 + , чем в хвое, выращенной в режиме с преобладанием NO 3 . Мы пришли к выводу, что при применяемых концентрациях не было прямого токсического воздействия на деревья европейской ели. Тем не менее, эффекты дефицита Mg были значительно сильнее в режиме питания с преобладанием NH 4 + , чем в режиме питания с преобладанием NO 3 .

    Этот контент доступен только в формате PDF.

    © 1997 Heron Publishing—Victoria Canada

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.