Tabiiy fanlar fakulteti botanika kafedrasi

O‘simliklar hayotida fosforning ahamiyati.

Ushbu element ham azot kabi o`simliklar mineral oziqlanishida asosiy o`rinlardan birini tutadi. Yerning haydaladigan qismida fosforning miqdori juda kam-bir gektar maydon hisobiga 2,3-4,4 t atrofida (P₂O₅ hisobida). Buning ²/₃ qismi ortofosfat kislotasining (H₃PO₄) mineral tuzlariga V₃ qismi esa organik birikmaiar (organik qoldiqlar, gumus, fitat va boshq.) hissasiga to`g`ri keladi. Fitatlar organik fosforning yarmisini tashkil qilishi mumkin. Uning asosiy qismi tuproqdagi o`simliklar va hayvonlar qoldig`ida, chirindi va minerallar tarkibida, hamda tuproq eritmasida bo`ladi. Tuproqda o`simlik o`zlashtiradigan fosfor juda kam—0,3%. Fosforning tabiatdagi manbasi bu apatitdir [Ca<sub>5</sub> (PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> CaF]. Ular asosida bir qancha fosforli o`g`itlar olinadi. Fosforning o`simliklar uchun o`zlashtirilishi mumkin bo`lgan formalari Ca(H₂PO4)₂ va Ca₃(PO₄)₂ hisoblanadi.
O`simliklar fosforning ayrim organik formalarini-fitin, qandli fosfatlarni qam o`zlashtirishi mumkin. Tuproq eritmasidagi fosforning miqdori 0,1-1 mg/1 atrofida. Tuproqdan o`simlik ildizlariga fosfor PO<sub>4</sub><sup>3-</sup> anioni holida o`tadi va shu holatda hujayradagi organik moddalar tarkibiga kiradi. O`simlik to`qimalaridagi fosforning miqdori, quruq og`irlikga nisbatan 0,2 - 1,3%. Tuproqdagi organik qoldiqlar va gumus mikroorganizmlar faoliyati tufayli minerallashadi va uning katta qismi kam eriydigan tuzlarga aylanadi (VII.3-rasm). O`simliklar ushbu birikmalardan fosforni o`zlashtirib uni nisbatan harakatchan formaga o`tkazadi.
Bu ildizlarning organik kislotalar ajratishi tufayli amalga oshadi. Bu organik kislotalar tufayli ikki valentli kationlar xelatlanadi va rizosfera muhiti nordonlashadi. Bu esa fosfat ionlarining o`zgarishiga olib keladi.
HPO43- → HPO42- → HPO4-
Ayrim lyupin, grechka va no`xot kabi qishloq xo`jalik o`simliklar qiyin eriydigan fosfatlarni ham o`zlashtira oladilar.
O`simlik to`qimalarida fosfor organik formada, ortofosfat kislotasi ko`rinishida va uning tuzlari holida bo`lishi mumkin. Fosfor fosfoproteinlar, nuklein kislotalar, fosfolipidlar, qandlarning fosfat efirlari, va energetik almashinuvda qatnashuvchi nukleotidlar (ATP, NAD<sup>+</sup> va boshq.) tarkibiga kiradi.
Ayniqsa hujayra energetikasida fosforning o`rni beqiyosdir. Chunki hujayradagi barcha energiya fosforning efir bog`lari (C - O ~ P) yoki nukleoziddi- va nuklnozidtrifosfat-lardagi pirofosfat (P ~ O ~ P) va polifosfatlar holida zahira qilinadi. Ushbu makroergik bog`lar yuqori standart erkin energiyaga ega. Masalan, AMP va glyukozo-6-fosfatda 14 kJ/mol bo`lsa, ADP va ATP molekulasida 30,5 k/J mol, fosfoenolpiruvatda 62 kJ/mol erkin energiya mavjuddir. Bu energiya`ning zahira qilishning va uning sarflanishining shunchalik universal uslubidirki, deyarli barcha metabolik yo`llarda u yoki bu fosfor efirlarini uchratish mumkin.
Fosfor dioefirning turg`un formasi sifatida nuklein kislotalar va fosfolipidlarning tarkibiy qismiga kiradi.
U nuklein kislotalar molekulasida nukleotidlar o`rtasida ko`prik hosil qilganligi tufayli nuklein kislotalarning yirik zanjirlari hosil bo`ladi. Shuningdek fosfor fosfolipidlarga gidrofillik xususiyatini beradi. Buyerda shuni aytib utish zarurki, fosfolipidlarning qolgan qismi liofildir. Shuning uchun ham membrananing ajratuvchi fazalari chegarasida fosfolipidlar qutbli holatda bo`ladi, ya`ni uning liofil qismining markazi lipid bisloyiga kuchli bog`langan holatda bo`lsa, fosfat tomoni tashqariga qaragandir. Bu esa membrananing turg`unlnligini taminlab to`radi.
Fosforning yana bir bir ajoyib vazifasi, bu, uning fermentlar yordamida hujayra oqsillarini fosforirlanishida qatnashishidir. Bu mexanizm ko`pchilik metabolizm jarayonlarini nazorat qiladi. Chunki oqsil molekulasiga fosforning kirishi tufayli undagi zaryadlar qayta taqsimlanadi. Buning natijasida esa oqsil molekulasining tuzilishi modifikatsiyasi va vazifalari o`zgaradi. Oqsillarning fosforlanishi RNK va oqsil biosintezini, hujayralarning bo`linishi va differentsiyasi va boshqa jarayonlarga faol ijobiy ta`sir qiladi.
O`simliklarda fosforning asosiy zahira formasi bu fitin-mioinozitgeksafosfat kislotasining kaltsiyli, magniyli, kaliyli tuzi hisoblanadi (inozitolgeksafosfat). Fitinning ko`p qismi (quruq og`irlikga nisbatan 0,5-2%) o`simlik urug`larida to`planadi. Ayrim hollarda o`simlik urug`laridagi fosforning 50% fitin holida bo`ladi.
O`simlik ildizlarida fosforning miqdori tuproq eritmasidagiga nisbatan o`n yuz baravar ko`p bo`lsada uning ildizning shimuvchi qismidagi radial tashiluvi simlast orqali bo`ladi. Fosfor ksilema buylab asosan anorganik fosfat holida tashiladi va shu holda barglar va o`suvchi qismlargayetkazilib beriladi. Fosfor xuddi azot kabi o`simlik organlari o`rtasidayengil taqsimlanadi. Masalan, u barglardan to`rsimon naychalarga o`tib, floema orqali o`simlikning boshqa organlariga, ayniqsa o`sish konuslariga vayetilayotgan mevalarga jadal tashiladi. Shuningdek o`simlikning qariyotgan barglaridan ham fosforning organlarga tashiluvi kuzatiladi.
O`simliklarga fosfor yetishmasligining tashqi belgilari, bu uning barglarining ko`k-yashil tusga, ayrim hollarda qizg`ish-bronza ko`rinishiga o`tishidir. Shuningdek o`simlik barglari mayda va ingichka o`simlikning o`sishi va mevalarning pishishi sekinlashadi.
Fosfor yetishmaganda kislorod yutilishi tezligi kamayadi, nafas olish jarayonida qatnashuvchi fermentlar faolligi o`zgaradi. Shuningdek fosfor yetishmasligi fosfoorganik birikmalarning va polisaxaridlarning parchalanishiga, oqsillar va nuklein kislotalar biosintezining to`xtashiga olib keladi. O`simliklar ko`proq o`z rivojlanishining boshlang`ich fazalarida fosforli oziqlanishga sezgir bo`ladi. O`simlik o`sishining keyingi davrlaridagi muqobil fosforli oziqlanish ularning rivojlanishini jadallashtiradi. Bu esa bizning sharoitimizda o`simliklarning qug`oqchilik-garmsel shamollari vaqtini malum manoda chetlab o`tishiga yordam beradi.
Kaliy. O`simlik quruq og`irligining 0,5-1,2% kaliydan iboratdir. O`simlikka u K⁺ ionlari holida o`tadi. Kaliyning hujayradagi miqdori 100-1000 baravar ko`pdir. U boshqa kationlarning barchasidan ko`pdir. Tuproqdagi kaliyning miqdori fosforga nisbatan 8-40 baravar, azotga nisbatan 5-50 baravar ko`pdir. Kaliy tuproqda minerallarning kristal panjarasi holatida, kolloid zarrachalarida ionalmashuvchi va ionalmashmovchi holatida organik qoldiqlarda, mikroorganizmlarda va tuproq eritmasining mineral tuzi holatida bo`lishi mumkin.
O`simliklar uchun eng yaxshi kaliyli oziq bu umumiy kaliyning 0,5 - 2% ni tashkil qiluvchi kaliyning eruvchan tuzlari tashkil qiladi. Uzoq vaqtlar o`simlik kuli kaliyli oziq sifatida qo`llanilgan. Kaliy ayniqsa yosh to`qimalarda o`zining yuqori faolligiga ega bo`lib, deyarli organik birikmalar tarkibiga kirmaydi. U erkin yoki adsorbtsiyalangan holatda bo`ladi. Kaliy o`simlikning qari organlaridan yosh organlarga ko`chish qobiliyatiga, ya`ni reutilizatsiyalanish xususiyatiga ega. Kaliyning ko`p qismi (~80%) vakuolada, qolgan qismi esa sitoplazmada kolloid moddalar bilan bog`langan (20%) holatda bo`lib va ularga bevosita ta`sir etadi. Kaliy yomg`ir suvlari bilan qisman yuvilishi mumkin.
O`simlik hujayralarining turgor holati ham ulardagi K<sup>+</sup> ionlarining miqdoriga bevosita bog`liqdir. Kaliy xloroplast va mitoxondriyalarning oqsillari bilan bog`lanadi. Shu tufayli uning taqchilligida bu organoidlarning tuzilishi buziladi. Barg og`izchalarining dinamik ochilib yopilishi K⁺ ionlariga bog`liq. Yorug`likda K⁺ ionlarining miqdori 4-5 barobar ko`payadi. Bu esa o`z navbatida tutashtiruvchi hujayralarga suvning kirishiga sabab bo`ladi hamda hujayraning turgor holatini taminlaydi va og`izchalar ochiladi. Kechqurun turgor bosim kamayib og`izcha yopiladi.
Kaliy elementi o`simliklarga suvning yutilishi va uning tashiluvi uchun xizmat qiladi. Adabiyotlar malumotlariga qaraganda o`simlik tanasidagi suvning pastki harakatlantiruvchi ildiz bosimining 3/4 qismi shirada kaliy ionlarining mavjudligiga bog`liq.
Kaliy ko`pgina fermentlar faolligini oshirishi tufayli fermentativ jarayonlarni faollashtirishi isbotlangan. Hozirgi vaqtda 60 dan ortiq fermentning kaliy ionlari tufayli faollanishi aniqlangan. Kaliy organik moddalarni to`qimalarda to`planishiga ijobiy ta`sir etadi. Kaliy ayniqsa sabzavot ekinlari-bodring, pomidori va karam o`simliklari uchun o`ta zarurdir. Masalan 1 gektar maydondan o`simlik hosili bilan birga K<sub>2</sub>O hisoblaganda kartoshka bilan 180 kg, karam bilan 280 kg, kungaboqar urug`lari bilan 990 kg kaliy olib chiqib ketiladi. Kaliyyetishmaganda to`qimalarda natriy, kaltsiy, magniy, ammiak va anorganik fosfat to`planishi ortadi. So`ngra o`simlik barglari sarg`ayadi va quriydi. Kurtaklar nobud bo`ladi. Barg tomirlari xlorozga uchrab, rangi qizil binafsha ya`ni kuydirilganga o`xshagan tusga kiradi.
Kalsiy. O`simliklarning turiga qarab ulardagi kalsiy miqdori quruq og`irlikga nisbatan 5-30 mg/g bo`lishi mumkin. O`simliklar o`zlari hujayralaridagi kalsiyning miqdori bo`yicha uch guruhga. bo`linadi: