Азот в чем содержится для человека

Как избежать инфаркта, деменции и рака: оксид азота. Где его взять?

Чем больше в организме оксида азота, тем крепче иммунитет и меньше вероятность сердечного приступа.

«Мой любимый вопрос студентам: какой элемент в нашем организме играет самую важную роль? – рассказывает доктор наук, профессор Венской частной клиники Ихор Хук. – 99% процентов слушателей обычно отвечают, что кислород. Но ведь это не так: сердце продолжает биться, даже если доступ к кислороду перекрыт, а вот без оксида азота сердечная мышца тут же прекращает качать кровь».

О важности оксида азота для поддержания здоровья научному сообществу известно уже как минимум двадцать лет. За открытие молекулы оксида азота в 1998 году даже вручили Нобелевскую премию. Американский фармаколог Луи Игнарро и его коллеги выяснили, что эта молекула продуцируется в человеческом теле и имеет отношение почти ко всем метаболическим и физиологическим процессам — она управляет как внутриклеточными, так и межклеточными процессами.

Многие болезни — гипертония, ишемия миокарда, тромбозы, рак — вызваны нарушением физиологических процессов, которые регулирует окись азота. Оксид азота обеспечивает кровью органы (легкие, печень, почки, желудок, мозг, сердце), тем самым влияя на их функции. Каждый орган имеет кровеносные сосуды и благодаря им эта молекула проникает во все точки организма и поддерживает его здоровье.

К сожалению, с возрастом производство оксида азота в человеческом организме снижается. В молодости, пока этой молекулы в теле достаточно, мы здоровы и бодры — недаром у детей не бывает сердечных приступов. Постепенно артерии перестают вырабатывать достаточно кислорода и обрастают холестериновыми бляшками. Состояние неизбежно будет ухудшаться, а если артерия в конце концов закупорится, то произойдет инфаркт или инсульт.

Оксид азота полезен не только для здоровья сердца. Самое большое количество этих молекул содержится в мозге. По мнению медиков, именно они защищают от деменции и дегенеративных нарушений. Оксид азота также влияет на долговременную память, мышление, укрепляет иммунную систему, позволяя ей бороться с вирусами, бактериями и даже раком.

Тем временем эту молекулу нельзя купить в магазине — в чистом виде она существует лишь в организме человека. По словам доктора Игнарро, данный летучий газ, который является очень нестойким соединением, вырабатываясь в нашем организме, существует очень короткое время и распадается. Именно поэтому все, что мы можем, — это стимулировать выработку оксида азота.

По словам доктора Хука, активизировать выработку этого вещества можно с помощью здоровой диеты. Прежде всего, необходимо налегать на тыкву и орехи. Дело в том, что в них содержится много аргинина — аминокислоты, необходимой для синтеза молекулы оксида азота в организме. Ежедневное употребление этих продуктов улучшает память, способствует очищению кровеносных сосудов. Суточная норма аргинина — 100-150 граммов в день. Если вы не любите тыкву и не хотите есть много орехов из-за страха поправиться, принимайте аргинин в виде добавок.

Кроме того, чтобы стимулировать производство оксида азота, необходимо поддерживать в организме нормальный уровень (500 мг в день) кальция. Для этого, в свою очередь, нужны витамины D3 и К2. Суточная норма витамина D3, большое количество которого содержится в молочных продуктах и рыбе, составляет около 600 МЕ. По словам профессора Хука, передозировка исключена, потому что организм нуждается в огромных количествах элемента. Как правило, у людей, наоборот, наблюдается недостаток этого витамина из-за нехватки солнечного света. Витамин К2 (необходимое суточное количество которого составляет 100-200 мкг) контролирует выработку кальция и предотвращает его отложение в почках в виде камней.

Когда мы задумываемся о том, как бы укрепить свое здоровье, то в первую очередь в голову приходят витамины и микроэлементы. Без них никуда – но еще необходимо помогать организму вырабатывать такие жизненно важные вещества, как оксид азота.

Источник

Поддерживаем свое здоровье: список полезных продуктов с оксидом азота

Буквально несколько десятилетий назад люди стали принимать во внимание значимость оксида азота. Это важная молекула, синтезируемая нашим организмом, положительно влияет на здоровье мужчин, женщин и детей, а также укрепляет иммунную систему и способствует улучшению мозговой деятельности. Сегодня препараты с содержанием оксида азота можно встретить практически в любом супермаркете правильного питания. Но покупка капсулы с уникальным веществом не единственный способ обеспечить организм важной молекулой. Оксид азота содержится в некоторых продуктах, доступных для каждой семьи.

Что такое оксид азота?

Химическая формула оксида азота известна с давних времен, но только с 1992 года молекулу стали изучать как неотъемлемую составляющую здоровья человека. И уже в 1998 году трое ученых получили Нобелевскую премию за важное открытие. Великие умы пришли к выводу о том, что оксид азота — ключевая молекула, обеспечивающая стабильную работу сердечно-сосудистой системы и стабилизирующая кровяное давление.

Теперь немного химии. Формула этого уникального соединения — NO. Если вспомнить школьный курс, то это означает, что в составе вещества один атом азота и один атом кислорода. Но не каждый выпускник знает о том, что оксид азота синтезируется практически каждой клеткой нашего организма.

На заметку. Аминокислоты L-аргинин и L-цитруллин способствуют повышению выработки NO в человеческом организме. Этот процесс выглядит так: почки трансформируют L-цитруллин в L-аргинин, являющиеся предшественниками оксида азота.

По своей сути NO — это бесцветный газ, вырабатываемый организмом человека под воздействием конкретных ферментов. Несложная молекула является своеобразным сигналом для сосудистой системы, способствуя увеличению просвета в кровеносных сосудах и обеспечивая доставку полезных веществ к мышечным клеткам.

Ученые всего мира посвятили более 30 000 научных статей этому химическому соединению и доказали его значимую роль в процессе вазодилатации, то есть в расслаблении гладкой мускулатуры стенок сосудов.

Роль оксида азота для организма человека

Сегодня практически каждый человек, который заботится о своем здоровье и изучает аспекты правильного питания, знает о положительном влиянии химического соединения NO на организм в целом. Если вы еще не изучали эту тему, предлагаем кратко ознакомиться с полезными свойствами оксида азота:

Топ-10 продуктов с высоким содержанием оксида азота

Надеемся, что мы убедили вас в том, что оксид азота — уникальное химическое соединение для поддержки здоровья людей разного возраста. Не будем приводить научно доказанные факты по той причине, что их легко найти в интернете. Лучше поделимся с читателем подборкой продуктов, которые обязательно следует включить в свой рацион:

Как увеличить выработку NO?

Есть несколько способов повысить уровень оксида азота в организме. Все они простые и естественные, убедитесь в этом сами:

Надеемся, что статья окажется полезной для вас и ответит на все интересующие вас вопросы. Ешьте правильные продукты, испытывайте положительные эмоции и оставайтесь здоровыми!

Источник

В чем содержится азот, его роль и значение: все, что необходимо знать!

Азот входит в состав земной атмосферы в молекулярном виде, на него приходится 76% атмосферы по массе.

В связанном состоянии элемент встречается в почве и воде в виде химических соединений.

В живых организмах (растениях и животных) азот представлен в составе органических соединений, входит в аминокислоты в количестве от 15% до 18%.

Как влияет на организм

В начале 20 века было установлено, что для обеспечения жизнедеятельности живых организмов необходимо регулярное поступление в них некоторых химических соединений, включая азот.

В теле мужчины содержится в среднем 1,8 кг элемента, а женщины – 1,3 кг. Такая разница обусловлена тем, что белки входят в состав мышечной ткани, а у мужчин мышцы развиты сильнее, чем у женщин.

Для человека атмосферный азот является биологически неактивным веществом, поступающим в легкие с вдыхаемым воздухом и выводимым с выдыхаемым.

Потребность человека в белке складывается из 2 компонентов – удовлетворение потребности в общем азоте и в незаменимых аминокислотах.

Белковые соединения для синтеза своих тканей человек получает из пищи, которая должна содержать достаточное их количество.

Из необходимых организму аминокислот некоторые (называемые заменимыми) синтезируются в организме из аммиака и иных веществ, а несинтезируемые (называемые незаменимыми) должны поступать с пищей (растительной и животной).

Чтобы атмосферный азот оказался в составе белков, он должен претерпеть ряд превращений. Использовать его напрямую способны лишь живущие в почве бактерии рода Азотобактер с дальнейшим синтезом органических азотистых соединений.

Все остальные живые организмы не способны использовать атмосферный азот. У них азотистый обмен начинается с использования аммиака или аминокислот.

Аммиак образуют высшие растения путем восстановления содержащихся в почве нитратов с конечным биосинтезом аминокислот и белков.

После смерти живых организмов микроорганизмы расщепляют органические вещества, азот поступает в почву, где ассимилируется азотфиксирующими бактериями и вновь превращается в органические вещества. Это и есть кругооборот азота в природе.

Потребность человека в белке, симптомы дефицита

В конце 19 века было окончательно установлено, что при нормальных условиях организм человека находится в состоянии азотистого равновесия, т. е. поступление азота с пищей равняется количеству элемента в выделяемых с мочой азотистых веществах (мочевине).

Количество выделяемой взрослым человеком мочевины зависит от количества потребляемой белковой пищи и обычно составляет 25-35 г в сутки.

Азотистый баланс нарушается при голодании или недостатке в пище белков. Длительное состояние отрицательного азотистого баланса (когда азота выводится больше, чем поступает) ведет к гибели организма.

Положительный азотистый баланс наблюдается в период восстановления после голодания или истощения. Нормальным является положительный азотистый баланс у растущих детей и подростков до периода прекращения их роста.

Для поддержания азотистого равновесия человеку, по нормам Всемирной организации здравоохранения, достаточно потреблять ежесуточно 0,8 г полноценного по аминокислотному составу белка на каждый килограмм своего веса.

При перечисленных ниже состояниях потребность в белке (и в азоте) увеличивается:

заболевания и травмы;

после хирургических операций;

интенсивная физическая нагрузка.

При избыточном весе и похудении на сниженном по калорийности рационе также необходимо увеличить норму белка до 1,2-1,3 г/кг.

Но здесь нужна мера – потребление белка в количестве свыше 1,5 г/кг нежелательно, а свыше 2 г/кг — вредно.

Рекомендации по потреблению больших доз отдельных аминокислот или их комбинаций в виде добавки для спортсменов силовых видов спорта и бодибилдеров не подтверждаются, а применение чистых аминокислот считается неблагоприятным для здоровья, тем более, если они поступают взамен белковой пищи.

В чистом виде белковая недостаточность встречается редко. Это следствие общего недоедания, т. е. недостаточности калорийности рациона. Состояние при одновременном глубоком дефиците белка и энергии называется маразмом.

К социальным причинам недостаточности питания относятся:

Поражает белково-энергетическая недостаточность беднейшие слои населения.

Симптомы белково-калорийной недостаточности:

слабость и потеря мышечной массы, что ведет к снижению веса тела;

развитие обширных отеков;

сухость и шелушение кожных покровов;

образование медленно заживающих гноящихся язв;

выпадение и обесцвечивание волос;

потеря аппетита, тошнота;

рвота с последующим обезвоживанием;

Где его содержание больше всего, рекомендации по употреблению

Наиболее полноценные по аминокислотному составу белки содержатся в животных продуктах – мясе, рыбе, молочных продуктах, яйцах.

Ниже в таблице приведена информация о том, в чем (в каких продуктах питания) содержится белок (азот).

Еще больше информации о продуктах, богатых белком (азотом) в этом видео:

Допустимо ли сочетать белковые продукты с углеводными

Следующий из системы раздельного питания запрет на совместное употребление белковых и углеводных продуктов теорией рационального питания не обосновывается, да и эволюционно человек приспособлен к потреблению смешанной пищи.

Для полноценного усвоения белка необходимо оптимальное соотношение в нем аминокислот; этому условию отвечает смешанное растительно-животное питание.

Дополнительные рекомендации и советы

Помимо белков, азот включен и в состав азотсодержащих экстрактивных веществ и пуриновых оснований.

Содержащие азот экстрактивные вещества возбуждают железы желудка и способствуют лучшему усвоению белков и жиров в продуктах питания и еде.

Однако эти вещества оказывают и неблагоприятное воздействие на нервную систему, что осложняет течение болезней органов кровообращения, желудочно-кишечного тракта, почек и нервной системы.

Поэтому из диетического питания исключаются первые блюда на мясных и рыбных бульонах, жареные или тушеные вторые блюда.

Пуриновые основания нарушают обменные процессы в организме, что приводит к задержке мочевой кислоты и отложениям ее солей в тканях — основной причине подагры.

На Земле химический элемент азот присутствует в атмосфере, составляя большую ее часть. Азот входит в состав белков живых организмов, но они не способны усваивать атмосферный азот напрямую.

Азот поступает к ним с белковой пищей или из содержащихся в почве нитратов. В начале цепи превращения атмосферного азота в белки стоят живущие в почве бактерии рода Азотобактер.

Источник

[Здоровье] Оксид азота: что это и 5 способов повысить его уровень в организме

Оксид азота (NO) – это газ, вырабатываемая организмом естественным образом, который участвует во многих физиологических процессах:

Выработка оксида азота имеет важное значение для общего состояния здоровья, поскольку обеспечивает эффективное и действенное поступление крови, питательных веществ и кислорода в каждую часть тела. Фактически, ограниченная способность вырабатывать оксид азота связана с развитием сердечных заболеваний, диабета и эректильной дисфункцией. К счастью, существует множество способов поддерживать оптимальный уровень оксида азота в организме. В статье мы рассмотрим несколько эффективных способов увеличить в организме уровень оксида азота естественным путем.

5 способов увеличить уровень оксида азота в организма

1. Ешьте овощи с высоким содержанием нитратов

Нитраты, входящие в состав некоторых овощей, являются одной из многих причин, по которым овощи настолько полезны. Овощи с высоким содержанием нитратов 1 OXFORD Academic. Food sources of nitrates and nitrites: the physiologic context for potential health benefits – Опубликовано: 13.05.2009 :

При употреблении этих продуктов нитраты в организме превращаются в нитриты, а те в оксид азота.

2. Увеличьте потребление антиоксидантов

Антиоксиданты содержатся во всех продуктах питания, но в первую очередь в продуктах растительного происхождения, таких как фрукты, овощи, орехи, семена и злаки. Вот несколько важных антиоксидантов:

3. Потребляйте добавки, повышающие уровень оксида азота

Некоторые пищевые добавки продаются как «усилители оксида азота». Эти добавки не содержат оксида азота как такового, но в их состав входят ингредиенты, которые помогают образовывать оксид азота в организме. 2 наиболее часто используемых ингредиента – это L-аргинин и L-цитруллин.

4. Ограничьте использование жидкости для полоскания рта и десен

Ополаскиватель для полости рта и десен уничтожает бактерии во рту, которые могут приводить к кариесу зубов а и другим стоматологическим заболеваниям. К сожалению, жидкость для полоскания рта убивает все виды бактерий, в том числе и полезные, которые способствуют увеличению оксида азота.

Вредное воздействие жидкости для полоскания рта на выработку оксида азота может даже способствовать развитию диабета, который характеризуется нарушениями выработки или действия инсулина. Это связано с тем, что оксид азота также регулирует инсулин, который помогает клеткам использовать энергию, полученную из пищи после ее переваривания. Без оксида азота инсулин не может работать должным образом.

5. Улучшайте кровообращение с помощью упражнений

Физические упражнения действительно улучшают кровообращение, в основном потому, что они благотворно действуют на функцию эндотелия. Эндотелий – это тонкий слой клеток, выстилающих кровеносные сосуды. Эти клетки вырабатывают оксид азота, который поддерживает здоровье кровеносных сосудов.

Для достижения оптимальных результатов сочетайте аэробные тренировки, такие как ходьба или бег трусцой, с анаэробными тренировками, такими как тренировки с отягощениями. Типы упражнений, которые вы выбираете, должны нравиться вам и что вы можете делать регулярно на постоянной основе.

Оксид азота – важная молекула, необходимая для здоровья. Оксид азота является вазодилататором, сигнализируя кровеносным сосудам о расслаблении, позволяя им расширяться. Этот эффект позволяет крови, питательным веществам и кислороду беспрепятственно поступать во все части тела.

Когда производство оксида азота снижается, здоровье может быть поставлено под угрозу. Поэтому важно поддерживать оптимальный уровень оксида азота в организме. Для оптимального производства оксида азота увеличьте употребление богатых нитратами овощей и занимайтесь физическими упражнениями не менее 30 минут в день.

Источник

Научно-исследовательская работа по химии на тему: «Азот в пище, воде и организме человека»

Азот в пище, воде и организме человека.

Выполнила Сухорученко Ю.А.

Азот – один из элементов-органогенов (т.е. из которых в основном состоят все органы и ткани), массовая доля которого в организме человека составляет до 2,5%. Азот является составной частью таких веществ, как аминокислоты (а, следовательно, пептидов и белков), нуклеотиды, гемоглобин, некоторых гормонов и медиаторов.

Биологическая роль азота

Чистый (элементарный) азот сам по себе не обладает какой-либо биологической ролью. Биологическая роль азота обусловлена его соединениями. Так в составе аминокислот он образует пептиды и белки (наиболее важный компонент всех живых организмов); в составе нуклеотидов образует ДНК и РНК (посредством которых передается вся информация внутри клетки и по наследству); в составе гемоглобина участвует в транспорте кислорода от легких по органам и тканей.

Некоторые гормоны также представляют собой производные аминокислот, а, следовательно, также содержат азот (инсулин, глюкагон, тироксин, адреналин и пр.). Некоторые медиаторы, при помощи которых «общаются» нервные клетки также имеют в своем составе атом азота (ацетилхолин).

Такое соединения как оксид азота (II) и его источники (например, нитроглицерин – лекарственное средство для снижения давления) воздействуют на гладкую мускулатуру кровеносных сосудов, обеспечивая ее расслабление и расширение сосудов в целом (приводит к снижению давления).

Пищевые источники азота

Не смотря на доступность азота для живых организмов (составляет почти 80% атмосферы нашей планеты), человеческий организм не способен усваивать азот в такой (элементарной) форме. В организм человека азот в основном поступает в составе белков, пептидов и аминокислот (растительных и животных), а также в составе таких азотсодержащих соединений, как: нуклеотиды, пурины, и др.

Как явление никогда не наблюдают дефицит азота. Поскольку организму в элементарной форме он не нужен, дефицита, соответственно, никогда и не возникает. В отличие от самого азота, дефицит веществ его содержащих (прежде всего белков) явление достаточно частое.

Причины дефицита азота

Нерациональная диета, содержащая недостаточное количество белка или неполноценного по аминокислотному составу белка (белковое голодание);

Нарушение переваривания белков в желудочно-кишечном тракте;

Нарушение всасывания аминокислот в кишечнике;

Дистрофия и цирроз печени;

Наследственные нарушения обмена веществ;

Усиленное расщепление белков тканей;

Нарушение регуляции азотистого обмена.

Последствия дефицита азота

Многочисленные расстройства, отражающие нарушения обмена белков, аминокислот, азотсодержащих соединений и связанных с азотом биоэлементов (дистрофия, отеки, различные иммунодефициты, апатия, гиподинамия, задержка умственного и физического развития и пр.).

Как и дефицит, избыток азота как явление не наблюдается никогда – можно говорить только об избытке веществ, его содержащих. Наиболее опасно, когда азот поступает в значительных количествах в организм человека в составе токсичных веществ, например, нитратов и нитритов.

Причины избытка азота

Несбалансированная диета по белку и аминокислотам (в сторону увеличения последнего);

Поступление азота с токсичными компонентами пищевых продуктов (в основном нитраты и нитриты);

Поступление азота с токсичными веществами различного происхождения (оксидами, аммиаком, азотной кислотой, цианидами и пр.).

Последствия избытка азота

Повышение нагрузки на почки и печень;

Отвращение к белковой пище;

Клинические признаки отравления токсичными азотсодержащими веществами.

Суточная потребность в азоте:

10-20 г (соответствует 60-100 г белка в сутки)

Азот в организме человека: значение, источники, нехватка и избыток

В природе при нормальных условиях простой азот встречается в виде двухатомного газа без цвета и запаха. Химически азот довольно инертен, именно поэтому он сохранился в атмосфере. Тем не менее, при определенных условиях, например, при разрядах молний, простой азот может вступать в химические реакции. Некоторые микроорганизмы (азотфиксирующие бактерии) способны связывать атмосферный азот. Именно такими путями он и попадает в почву. Растения усваивают содержащиеся в почве соединения азота, и далее по пищевой цепи он попадает в организм человека и других животных.

В отличие от чистого азота, многие его соединения химически активны, а некоторые токсичны, например, азотная кислота, аммиак, синильная кислота, некоторые окиси азота и др.

В организме человека азот составляет почти 2,5%.

Роль азота в организме человека

Как можно понять из сказанного выше, чистый азот сам по себе никакой биологической ценности не имеет, иначе живые организмы давным-давно полностью усвоили бы его из атмосферы. Биологической активностью обладают лишь соединения азота.

Прежде всего, азот входит в состав аминокислот, из которых затем образуются пептиды и белки.

Азот является составным элементом нуклеиновых кислот, которые соединяясь образуют ДНК и РНК. Поэтому в состав генетического аппарата клетки азот входит как неотъемлемый элемент.

В составе гемоглобина крови азот участвует в транспортировке кислорода во все участки тела.

Ряд гормонов (инсулин, адреналин, глюкагон, тироксин и другие) включает в свой состав аминокислоты, то есть без азота они не могли бы образоваться.

Азот входит в состав нейромедиатора ацетилхолина. С помощью этого вещества нервные клетки передают друг другу сигнал.

В последние десятилетия было проведено множество медицинских исследований, направленных на выявление роли оксида азота (II) на организм человека. В частности, было выявлено, что соединения, высвобождающие этот оксид азота, воздействуют на гладкую мускулатуру кровеносных сосудов, способствуя их расслаблению и расширению, что приводит к снижению кровяного давления. Именно такое действие оказывает всем известный нитроглицерин.

Как и подавляющее большинство других живых существ, человек не способен усваивать чистый азот. Поэтому в наш организм он поступает в связанном виде в составе растительных и животных белков, аминокислот, пуриновых соединений, нуклеотидов и т.д.

Дефицит чистого азота по понятным причинам исключен, поскольку он организму просто не нужен. Однако нехватка азотсодержащих веществ, например, белков и витаминов, явление весьма распространенное.

Причинами этого являются:

несбалансированное питание, содержащее недостаточное количество белков;

вегетарианское питание, поскольку в продуктах растительного происхождения очень часто отсутствуют некоторые незаменимые аминокислоты (содержащие их белки), а также витамины, например, В₁₂;

нарушение переваривания белков в ЖКТ;

нарушение всасывания аминокислот в ЖКТ (обычно в кишечнике);

дистрофия и цирроз печени;

различные нарушения обмена веществ, как наследственные, так и приобретенные, в том числе нарушение азотистого обмена;

усиленное расщепление белка в организме.

Последствия нехватки азота:

нарушения обмена веществ, сопровождающиеся отеками, задержкой физического и умственного развития;

Можно говорить только об избытке азотсодержащих веществ, а не азота.

Самыми опасными соединениями азота, которые обычно поступают в организм человека, являются нитраты и нитриты. Первые (нитраты) используют в качестве азотного удобрения, поэтому они содержатся в продуктах растительного происхождения. Вторые (нитриты) используются как консерванты. Красному цвету копченые мясные изделия обязаны нитриту натрия, без которого они приобрели бы естественный для приготовленного мяса серо-коричневый цвет.

У людей также встречается избыток белка, например, когда человек долгое время находится на белковой диете. В результате нарушается деятельность почек и печени, симптомами чего обычно бывают отеки, темные круги под глазами, неприятный запах изо рта, мутная моча; возникает отвращение к мясной пище; присутствуют многие признаки отравления (тошнота и рвота, слабость, расстройство умственной деятельности и т.п.).

Чтобы этого не случилось, необходимо соблюдать сбалансированную диету, то есть сочетать в своем рационе растительную и животную пищу, пить достаточное количество воды. При этом необходимо помнить, что взрослому человеку достаточно потреблять в сутки 60-100 г белка.

Формы,усвоение и влияние азота на растения

Азот — один из важнейших элементов развития растения. В природе существует несколько форм азота. Азот также составляет 78% от содержания атмосферы и 3% человеческого тела.

Комплекс NPK является основным «поставщиком» любого растения. Это часть белков, хлорофилла, гормонов, витаминов и т. д.

Краткая история элемента

Породы, которые составляют Землю, имеют очень малое содержание азота. Что-то в минимальных количествах по сравнению с другими типами выделения азота высвобождается в почву, когда происходит выветривание этих пород.

Тем не менее, действительно интересна фиксация атмосферного азота (о 78% которого мы говорили). Когда мы говорим о фиксации, то мы имеем в виду обеспечение сельскохозяйственных культур усвояемым азотом.

Этот переход атмосферного азота в почву может быть осуществлен двумя способами. С одной стороны, это будет биотический «путь», где активность микроорганизмов (как животных, так и растений) имеет крайне важное значение для утилизации этого усвояемого элемента.

Существует также еще один путь, абиотический, где фиксация происходит с помощью дождя, снега и т. д., в общем, атмосферных явлений.

Если бы вам пришлось выбирать способ фиксации, какой бы вы выбрали? Несомненно, тот, который предполагает большую работу, проводимую микроорганизмами, т. е. биотический путь.

Однако, на нашей земле нет оптимальных условий для развития микроорганизмов.

По крайней мере, они не такие, чтобы эти «жуки» могли создавать азот в количествах, достаточных для нормального развития сельскохозяйственных культур.

ФУНКЦИИ АЗОТА В РАСТЕНИЯХ

С «общей» точки зрения можно сказать, что смысл азота в растениях заключается в создании растительной массы.

Однако, это утверждение не содержит ничего конкретного, поэтому давайте добавим еще несколько вещей. Таким образом, мы увидим истинную важность этого элемента в растениях.

Самая важная роль азота в культурах — быть частью растительных белков (то, что мы говорили о создании массы).

Однако, мы не можем забыть о его роли в качестве запаса либо в семенах (его способность поддерживать семена «живыми», не будучи посаженными, или энергия, которую нужно преобразовать в растение после их посева), либо в других репродуктивных органах.

Что, если мы посмотрим на функциональную точку зрения?

Он участвует во всех этих ферментативных процессах:

Оксидазы, каталазы и пероксидазы

Трансфосфорилазы и трансаминазы

А также стимулирует образование ауксинов, образует лигнин, участвует в производстве хлорофилла и т. д.

СКОЛЬКО ВИДОВ АЗОТА СУЩЕСТВУЕТ?

Фиксация азота в почве не происходит в органической форме, которая не усваивается любым растением. До этого он должен пройти еще один «процесс деградации», потому что он должен перейти от органического к минеральному.

Когда вы услышите слово «минерализация» в будущем, вы узнаете, что это значит.

Что касается этих минеральных форм, нам представлены две, которые вы, несомненно, знаете:

Аммонийная форма (NH4+)

Нитратная форма (NО3-)

Аммонийная форма, со временем и под действием климата и микроорганизмов переходит в нитратную форму, легко поглощаемую растениями. Однако, все это несколько сложнее, минерализация органического азота проходит через несколько этапов, но мы можем обобщить, что аммонийный N переходит в нитратный N.

Здесь необходимы микроорганизмы и качество почвы, поскольку без них было бы невозможно перейти от NH4+ к NO3-. Ничего не остается, как заботиться о своих почвенных микроорганизмах.

Мочевина представляет собой химическую форму диамида угольной кислоты. Предположим, что это соединение находится в процессе нитрификации сверху. Мочевина разлагается на аммоний, который, в свою очередь, переходит в нитрат.

КАК РАСТЕНИЕ ПОГЛОЩАЕТ АЗОТ?

Как упоминалось ранее, растения поглощают нитратный азот. Следовательно, многие фермеры используют в качестве основного удобрения аммиачный азот или мочевину, поскольку они, как ожидается, останутся в почве как можно дольше.

Еще одна вещь, о которой мы еще не говорили, заключается в том, что это соединение может поглощаться растением как на корневом уровне (обычно корнями), так и листвой (при непосредственном применении).

Тем не менее, для азота является обычной практикой внесение в почву как в аммиачной (NH4+), так и в нитратной (NO3-) форме.

Корни растений поглощают азот из почвы в виде нитрата (NO3-) или аммония (NH4+). В большинстве почв действие нитрифицирующих бактерий приводит к тому, что культуры поглощают в основном N-NO3-. В других особых ситуациях в почве, таких как анаэробные условия, растения могут поглощать относительно больше NH4+, чем NO3-. Точно так же это может произойти сразу же после применения аммонийных удобрений или на ранних стадиях роста, когда температура по-прежнему низкая для быстрой нитрификации. В некоторых случаях они также поглощают N в виде мочевины.

Предпочтение растением NH4+ или NO3-, когда обе формы присутствуют, в основном, зависит от вида культуры. Зерновые культуры поглощают любую форму N, в то время как пасленовые, например, томаты отдают предпочтение более высокому соотношению NO3-/NH4+. Рис является типичным примером адаптации к NH4+. Другими видами, адаптированными к питанию с NH4+, являются те, которые выращиваются на кислых почвах тропических и субтропических регионов, где процесс нитрификации ограничен.

Есть исследования, которые показывают, что некоторые культуры лучше растут, если дается смесь NH 4+ и NO3-. В частности, было обнаружено, что некоторые растения могут не только показывать более высокий уровень урожайности, но и более высокие уровни белка.

Поглощение и усвоение NO3-

NO3- всасывается активно, т.е. с затратой энергии. Специальные ферменты катализируют прохождение ионов NO3- через клеточные мембраны, особенно на уровне корневых волосков. Как уже указывалось, NO3- поглощаются в меньшей степени при низких температурах. На поглощение также влияет молибден, так как на поверхности корневых клеток образуется молибдропротеин для переноса NO3-.

Когда NO3- проник, растение может отложить его про запас как таковой корневыми тканями, или восстановить и синтезировать в аминокислотах, или отложить в ксилеме, чтобы транспортировать в стебли.

Усвоение NO3- осуществляется через ряд этапов. Во-первых, NO3- восстанавливается до NO2- посредством ферментативного действия и в присутствии фотосинтетов. Затем NO2- восстанавливается до NH3, под действием нитритредуктазы. Полученный NH3 быстро включается в глутаминовую кислоту под действием глутаминсинтетазы и глутаматсинтазы, расположенных как внутри так снаружи клеток.

Поглощение и усвоение NH4+

Поглощение NH4+ достигается посредством активного и пассивного процесса. Эксперименты, в которых были использованы метаболические ингибиторы, показали, что при ингибировании высвобождение дыхательной энергии при поглощении NH4+ уменьшается вдвое, но не полностью ингибируется, как в случае поглощения NO3-. Поглощение NH4+ увеличивается при значениях рН, близких к 8. Его поглощение приводит к увеличению поглощения неорганических анионов (H2PO4-, SO42- и Cl-), а рН ризосферы может уменьшаться из-за высвобождения H+ с помощью корня для поддержания электрической нейтральности.

Несмотря на то, что NH4+ может пассивно поглощаться, его скорость поглощения в большей степени зависит от скорости подачи энергии, чем скорость поглощения NO3. Это связано с тем, что после поглощения NH4+ должен быть немедленно включен в углеродные скелеты. Если для этого процесса отсутствуют углеводы, NH4+ может накапливаться до токсичных уровней в корне. Это приводит к остановке роста и уменьшению поглощения K+ с симптомами дефицита этого питательного элемента у растения.

После поглощения NH4+ не нужно восстанавливать, поэтому по сравнению с NO3- растение экономит энергию. Однако, в некоторых ситуациях эти энергетические затраты могут быть незначительными. Когда NO3 восстанавливается в листе, энергия, используемая для процесса восстановления, поступает непосредственно из солнечной энергии и не включает использование углеводов в качестве источника энергии. Только когда NO3- восстанавливается в корне, энергия, используемая растением для этого процесса, исходит из катаболизма углеводов.

Существуют растения, способные захватывать азот из атмосферы, восстанавливая его и превращая в аминокислоты и белки, которые будут служить пищей.

Согласно Бермудесу де Кастро, атмосферный азот фиксируют следующие культуры:

Бобовые (с Rhizobium)

Лишайники (Peltigera, Lichina, Collena)

Водный папоротник Azolla – Anabaena

Злаковые с бактериями Azotobacter

Голосеменные с Cyanophyta

Симбиоз между Phsychotriaи бактериями

КАК ДИАГНОСТИРОВАТЬ НЕДОСТАТОК АЗОТА?

Недостаток азота, к счастью, довольно легко обнаружить. Поскольку этот элемент оказывает влияние на хлорофилл, его недостаток вызывает ингибирование производства зеленого пигмента.

Следовательно, мы можем наблюдать листья с полным хлорозом.

Поскольку азот тесно связан с ростом, если растению не хватает этого элемента, мы увидим чахлые растения, которые в конечном итоге, одревеснеют в ближайшее время.

В целом, чтобы правильно поставить диагноз, необходимо иметь в виду, что первые симптомы (хлороз и отсутствие роста) появляются на старых листьях.

Это связано с тем, что азот является очень подвижным элементом в растении, поэтому он легко перемещается в самые активные точки с функциональной точки зрения.

Избыток азота в растениях может приводить к преувеличенному росту, более мощному развитию побегов и ветвей (большее клеточное размножение), более нежным растениям (менее лигнифицированным), задержкам появления древесных частей, задержке зрелости, и т. д.

Поэтому, если в растении есть «более мягкие» части, оно будет более восприимчивым к вредителям и болезням, уменьшится урожайность, будет производить меньше семян (зерновые) или плодов (овощи), будет более чувствительно к недостатку влаги и т. д.

Совместное внесение калия с удобрениями, содержащими сульфаты (опыт № 2), возможно, приводило к вымыванию из почвы неиспользованного растениями калия в виде сульфата, и поэтому приходилось ежегодно вносить новые дозы калия для сохранения уровня урожаев. Ежегодное внесение калия не приводило к дальнейшему росту урожаев с течением времени, что говорит об отсутствии накопления калия при ежегодном его внесении совместно с другими удобрениями. Если бы калий не вымывался из почвы в виде сернокислой соли при внесении его с другими удобрениями, то ежегодное внесение должно было бы повысить содержание усвояемого калия в почве и низкие дозы калийного удобрения, применяемые ежегодно, должны были бы сильнее повышать урожаи в последние годы опыта, но этого не произошло.
Разбросное внесение 112 кг/га хлористого калия в опыте № 1 повысило урожаи сильнее, чем 7-кратное ежегодное внесение 215 кг хлористого калия (без извести) в опыте № 2.
В опытах, проведенных автором, эффективность разбросного внесения калия была ниже эффективности рядового внесения. Несмотря на то, что вышеприведенные данные по разбросному внесению калия представляют большой интерес, понадобятся еще дополнительные сведения по этому вопросу, прежде чем можно будет широко рекомендовать разбросное внесение калия под пропашные культуры.
Для возделывания хлопчатника достаточно того количества серы, которое содержится в 56 кг суперфосфата или в 22,4 кг сульфата аммония. Так как имеются данные, что сера уменьшает запасы калия в почве, то ее нужно вносить в почву в количестве, не превышающем указанные выше величины. Остальную часть фосфора и азота следует вносить в таких формах, которые не содержат серы.
Известкование уменьшает вымывание калия при использовании сульфата аммония. Однако по фону натриевой селитры потери калия от вымывания были ниже, чем при совместном внесении сульфата аммония и извести:

Источник