التركيب الكيميائي للنبات | كيمياء زراعية
تتكون الأحياء النباتية من الماء و المادة الجافة ( تكون المادة الجافة على شكل مركبات عضوية ومعدنية) ، هذا وتختلف بشدة نسبة الماء والمادة الجافة في النباتات وأعضائها وأنسجتها .
اولا - الماء في الأحياء النباتية
محتوى الماء في مختلف النباتات :
يتراوح محتوى الماء في أنسجة الأعضاء الخضرية والنامية للنبات بين 70 و 95% ، وفي الأنسجة الأحتياطية للبذور وفي خلايا الأنسجة الميكانيكية من 5 إلى 15% ، هذا وينخفض المخزون العام والأحتواء النسبي للماء في الأنسجة وخاصة أنسجة أعضاء التكاثر بقدر مايتقدم طول عمر النبات .
- في بذور المحاصيل الزيتية تكون نسبة الماء من 5 إلى 10% من مجمل كتلتها .
- في محاصيل الحبوب والنباتات القرنية من 10 إلى 15% .
- في درنات البطاطا والبنجر السكري من 75 إل 80% .
- في جذور الجزر والبنجر الأحمر من 85 إلى 90% .
- في جذور الفجل والسلق والكرنب من 90 إلى 93% .
- وفي الثمار الطرية لمحاصيل الخضراوات والبطيخ والخضراوات الورقية تصل نسبة الماء حتى 95% .
دور الماء في النباتات
إن وظائف الماء في النباتات مبنية على طبيعة خواصه الكيميائية والفيزيائية .
1- يتميز الماء بقابلية نوعية عالية على استيعاب الحرارة فيحافظ على النباتات من التسخين المفرط وذلك بفضل قابليته على التبخر بدرجات الحرارة المختلفة .
2- الماء مذيب جيد للكثير من المركبات ويتم في الوسط المائي التفكيك الالكتروليتي لهذه المركبات وتقوم النباتات باستساغة الأيونات الحاوية على العناصر الضرورية للتغذية المعدنية .
3- إن الشد (التوتر) السطحي العالي للماء يحدد دوره في عمليات الأمتزاز المختلفة وحركة المركبات المعدني والعضوية .
4- نتيجة خواص الأستقطاب والتنسيق التركيبي لجزيئات الماء تسبب تميع الايونات والجزيئات للمركبات المنخفضة والعالية الجزيئية في خلايا النبات .
5- للماء أهمية خاصة في تحولات الطاقة في النباتات وقبل كل شيء في تراكم الطاقة الشمسية على هيئة مركبات كيميائية عند التمثيل الضوئي .
حيث يمتلك الماء قابلية إمرار الأشعة المرئية والأشعة الفوق بنفسجية القريبة منها من الحزمة الضوئية الضرورية للتمثيل الضوئي ، إلا أنه يقوم بحجز جزء معين من الإشعاعات الحرارية وهي الأشعة تحت الحمراء .
6- إن كمية الماء في خلايا انسجة النبات هي الاساس في تحديد أنتفاخ الخلايا (تضخمها) ، وحيث تعتبر عاملا مهما في تنشيط وتوجيه العمليات الفيزيولوجية الكيميائية الحيوية المختلفة ، ويتم بمشاركة الماء المباشرة عدد كبير من التفاعلات الكيميائية الحيوية في تركيب او انحلال المركبات العضوية في الاحياء النباتية .
7- الماء لايعتبر مذيبا للأملاح المعدنية الآتية من التربة ووسطا لحركة وتبادل المواد في النباتات فحسب انما وجزءا لاينفصل من تركيب الخلايا النباتية .
8- إن كمية الماء في النباتات تعتمد على نوع وعمر النبات وظروف توفير الماء وعلى النتح ونسبيا على التغذية المعدنية ، هذا ويؤثر ضمان الرطوبة إلى جانب عوامل الوسط الخارجي الأخرى ، على كمية ونوعية غلة المحاصيل الزراعية وكذلك على فعالية التسميد.
ثانيا - المادة الجافة في الأحياء النباتية
تكون المادة الجافة للنبات بحدود 90-95% منها على شكل مركبات عضوية هي البروتينات والمركبات النتروجينية الأخرى والمواد الكربوهيدراتية (السكريات والنشاء والسيليلوز والمواد البكتينية) والزيوت حيث ان نسبة تواجدها تحدد نوعية الغلة .
المواد الاساسية التي تحدد نوعية غلة الحبوب للنباتات البقولية هي البروتين والنشا ، وتعد الحنطة من محاصيل الحبوب الاكثر احتواءا على البروتين ، بينما يتواجد النشا في كل من الرز وشعير البيرة .
بالنسبة للبطاطا فإن كمية النشا هي التي تحدد نوعية غلتها .
البروتينات في الأحياء النباتية
والبروتينات تقسم إلى مجموعتين اعتمادا على تركيبها :
- البروتينات البسيطة وتسمى احيانا بالبروتاين وتتكون من بقايا الاحماض الامينية .
- والثانية هي البروتينات المعقدة أو البروتيدات التي يدخل في تركيبها البروتين البسيط والمرتبط بشدة بمركبات ذات طبيعة غير بروتينية .
وتنقسم البروتينات من حيث قابليتها على الذوبان إلى :
- الالبومينات وهي ذائبة في الماء .
- الكلوبلينات وهي ذائبة في المحاليل الضعيفة للاملاح المتعادلة (4-10%)
- البرولامينات وهي ذائبة في الكحوليات (تذوب في الكحول الايثيلي 70%)
الكربوهيدرات في الأحياء النباتية
- تتواجد في النباتات على هيئة سكريات (احادية وثنائية وثلاثية) وسكريات متعددة (النشاء ، السليلوز ، المواد البكتينية)
- السكريات الاحادية في اغلب النباتات تكون على هيئة وحدات من الغلوكوز والفركتوز وتتشكل السكريات الثنائية والثلاثية من وحدات السكروز .
- يعتبر الغلوكوز وهو من السكريات الاحادية مادة الطاقة الرئيسية في عمليات التنفس للنبات ، اما أثيراته الفوسفورية فهي إلى جانب السكريات الفوسفورية الاخرى تشارك في عمليات التمثيل الضوئي ، وفي تركيب الكربوهيدرات المعقدة وفعاليات التبادل الاخرى .
- السكروز وهو سكر ثنائي مركب من وحدتي الغلوكوز والفركتوز، وهو يتواجد في جميع النباتات بكميات غير كبيرة .
- النشا يتواجد وبكميات غير كبيرة في جميع الاعضاء الخضرية للنبات ، وكاحتياطي أساسي للكربوهيدرات فإنه يتراكم في الدرنات والبصيلات وفي البذور .
- المواد البكتينية وهي عبارة عن سكريات متعددة ذات اوزان جزيئية عللية تتواجد في الثمار والدرنات والالياف النباتية .
الدهون واشباه الدهون (الليبيدات)
- وهي تعتبر من المركبات البنائية لسيتوبلازما الخلايا النباتية وتقوم في المحاصيل الزيتية بدور المركبات الاحتياطية .
- إن الدهون من حيث التركيب الكيميائي عبارة عن خليط من الأيثيرات المعقدة لكحول ثلاثي الذرة للغليسرين واحماض دهنية ذات اوزان جزيئيةعالية .
- وفي الدهون النباتية تكون الاحماض غير المشبعة على شكل احماض الاولينيك ، لينوليك ، لينولينيك أما الاحماض المشبعة فتكون فيها على هيئة أحماض بالميتيك وستياريك ، علما بان تركيب الاحماض الدهنية في الزيوت النباتية هو الذي يحدد خواصها من حيث الكثافة ودرجة الانصهار وقابلية الجفاف والتزنخ والتصبن وكذلك قيمتها الغذائية .