Укажите макроэлементы вода азот

Макроэлементы

Макроэлементы – полезные для организма вещества, суточная норма которых для человека составляет от 200 мг.

Дефицит макроэлементов ведет к нарушению метаболизма, дисфункции большинства органов и систем.

Есть такое высказывание: мы то, что едим. Но, конечно, если спросить знакомых, когда они в последний раз ели, например, серу или хлор, удивления в ответ не избежать. А меж тем, в человеческом организме присутствует почти 60 химических элементов, запасы которых мы, порой сами того не осознавая, пополняем из пищи. И примерно на 96 % каждый из нас состоит из всего 4 химических названий, представляющих группу макроэлементов. А это:

• кислород (есть 65 % в каждом человеческом организме);
• углерод (18 %);
• водород (10 %);
• азот (3 %).

Остальные 4 процента – другие вещества из таблицы Менделеева. Правда, их значительно меньше и они представляют другую группу полезных нутриентов – микроэлементы.

Для наиболее распространенных химических элементов-макронутриентов принято употреблять название-мнемоним CHON, составленное из заглавных букв терминов: углерод, водород, кислород и азот на латыни (Carbon, Hydrogen, Oxygen, Nitrogen).

Макроэлементам в человеческом организме природа отвела довольно широкие полномочия. От них зависит:

• формирование скелета и клеток;
• уровень рН тела;
• правильная транспортировка нервных импульсов;
• адекватность протекания химических реакций.

В результате многих опытов было установлено: ежедневно человек нуждается в 12 минералах (кальций, железо, фосфор, йод, магний, цинк, селен, медь, марганец, хром, молибден, хлор). Но даже эти 12 не смогут заменить функции биогенных элементов.

Биогенные элементы

Почти каждый химический элемент отыгрывает значительную роль в существовании всего живого на Земле, но только 20 из них являются главными.

Эти элементы делятся на:

• 6 основных биогенных элементов (представлены почти во всем живом на Земле и часто в довольно больших количествах);
• 5 незначительных биогенных элементов (найдены во многих живых существах в относительно небольших количествах);
• микроэлементы (основные вещества, необходимые в малых количествах для поддержания биохимических реакций, от которых зависит жизнь).

Среди биогенных веществ различают:

Основные биогенные элементы, или органогены, – это группа углерода, водорода, кислорода, азота, серы, фосфора. Незначительные биогенные вещества представлены натрием, калием, магнием, кальцием, хлором.

Кислород (O)

Это второй в списке самых распространенных веществ на Земле. Является компонентом воды, а она, как известно, составляет примерно 60 процентов человеческого тела. В газообразной форме кислород становится частью атмосферы. В этой форме он играет определяющую роль для поддержания жизни на Земле, способствуя фотосинтезу (в растениях) и дыханию (у животных и людей).

Углерод (C)

Углерод также можно считать синонимом жизни: ткани всех существ на планете содержат соединение углерода. Кроме того, формирование углеродных связей способствует выработке некоторого количества энергии, что играет значимую роль для протекания важных химических процессов на уровне клеток. Многие соединения, в составе которых есть углерод, легко воспламеняются, выделяя тепло и свет.

Водород (H)

Это наиболее легкий и самый распространенный элемент во Вселенной (в частности, в форме двухатомного газа Н2). Водород является реактивным и легковоспламеняющимся веществом. С кислородом образует взрывоопасные смеси. Имеет 3 изотопа.

Азот (N)

Элемент с атомным номером 7 – главный газ в атмосфере Земли. Азот есть в составе многих органических молекул, в том числе и аминокислот, которые являются составляющей белков и нуклеиновых кислот, формирующих ДНК. Почти весь азот производится в космосе – так называемые планетарные туманности, созданные стареющими звездами, обогащают Вселенную этим макроэлементом.

Другие макроэлементы

Калий (К)

Калий (0,25%) является важным веществом, отвечающим за процессы электролита в организме. Простыми словами: транспортирует заряд через жидкости. Это помогает регулировать сердцебиение и передавать импульсы нервной системы. Также участвует в гомеостазе. Дефицит элемента ведет к проблемам с сердцем, вплоть до его остановки.

Кальций (Ca)

Кальций (1,5 %) является наиболее распространенным нутриентом в человеческом теле – почти все запасы этого вещества концентрируются в тканях зубов и костей. Именно кальций отвечает за сокращение мышц и регуляцию белков. Но тело будет «съедать» этот элемент из костей (что опасно развитием остеопороза), если ощутит его дефицит в дневном рационе.

Необходим растениям для формирования клеточных мембран. Животные и люди нуждаются в этом макроэлементе для поддержания здорового состояния костей и зубов. Кроме того, кальций играет роль «модератора» процессов в цитоплазме клеток. В природе представлен в составе многих пород (мел, известняк).

В организме человека кальций:

• влияет на нервно-мышечную возбудимость – участвует в сокращении мышц (гипокальциемия ведет к судорогам);
• регулирует гликогенолиз (расщепление гликогена к состоянию глюкозы) в мышцах и глюконеогенез (образование глюкозы из неуглеводных образований) в почках и печени;
• уменьшает проницаемость стенок капилляров и клеточной мембраны, чем усиливает противовоспалительный и антиаллергический эффекты;
• способствует свертыванию крови.

Ионы кальция – важные внутриклеточные мессенджеры, влияющие на выработку инсулина и пищеварительных ферментов в тонком кишечнике.

Всасывание Ca зависит от содержания в организме фосфора. Обмен кальция и фосфатов регулируется гормонально. Паратгормон (гормон паращитовидных желез) высвобождает Ca из костей в кровь, а кальцитонин (гормон щитовидной железы) способствует отложению элемента в костях, чем уменьшает его концентрацию в крови.

Магний (Mg)

Магний (0,05 %) играет значимую роль в структуре скелета и мышц.

Является участником более чем 300 метаболических реакций. Типичный внутриклеточный катион, важный компонент хлорофилла. Присутствует в скелете (70 % от общего количества) и в мышцах. Неотъемлемая часть тканей и жидкостей организма.

В человеческом теле магний отвечает за расслабление мышц, выведение шлаков, улучшение притока крови к сердцу. Дефицит вещества нарушает пищеварение и замедляет рост, ведет к быстрой утомляемости, тахикардии, бессоннице, у женщин усиливается ПМС. А вот избыток макроэлемента – это почти всегда развитие мочекаменной болезни.

Натрий (Na)

Натрий (0,15 %) является элементом, способствующим электролитному балансу. Он помогает передавать в организме нервные импульсы, а также отвечает за регуляцию уровня жидкости в теле, предохраняя от обезвоживания.

Сера (S)

Сера (0,25%) находится в 2 аминокислотах, которые формируют протеины.

Фосфор (Р)

Фосфор (1%) концентрируется предпочтительно в костях. Но кроме того, есть в составе молекулы АТФ, которая обеспечивает клетки энергией. Представлен в нуклеиновых кислотах, клеточных мембранах, костях. Как и кальций, необходим для правильного развития и работы опорно-двигательного аппарата. В человеческом организме выполняет структурную функцию.

Хлор (Cl)

Хлор (0,15 %), как правило, находится в организме в форме отрицательного иона (хлорида). В его функции входит поддержание водного баланса в организме. В условиях комнатной температуры хлор является ядовитым зеленым газом. Сильный окислитель, легко вступает в химические реакции, образуя хлориды.

Роль макроэлементов для человека

Макроэлемент	Польза для организма	Последствия дефицита	Источники
Калий	Составная часть внутриклеточной жидкости, корректирует баланс щелочи и кислот, способствует синтезированию гликогена и протеинов, влияет на функции мышц.	Артрит, болезни мышц, параличи, нарушение передачи нервных импульсов, аритмия.	Дрожжи, сушеные фрукты, картофель, бобы.
Кальций	Укрепляет кости, зубы, способствует упругости мышц, регулирует свертываемость крови.	Остеопороз, судороги, ухудшение состояния волос и ногтей, кровоточивость десен.	Отруби, орехи, разные сорта капусты.
Магний	Влияет на углеводный обмен, снижает уровень холестерина, придает тонус организму.	Нервозность, онемение конечностей, скачки давления, боли в спине, шее, голове.	Злаки, фасоль, темно-зеленые овощи, орехи, чернослив, бананы.
Натрий	Контролирует кислотно-щелочной состав, поднимает тонус.	Дисгармония кислот и щелочи в организме.	Оливки, кукуруза, зелень.
Сера	Способствует выработке энергии и коллагена, регулирует свертываемость крови.	Тахикардия, гипертония, запоры, боли в суставах, ухудшение состояния волос.	Лук, капуста, бобы, яблоки, крыжовник.
Фосфор	Участвует в формировании клеток, гормонов, регулирует обменные процессы и работу мозговых клеток.	Усталость, рассеянность, остеопороз, рахит, спазмы в мышцах.	Дары моря, бобы, капуста, арахис.
Хлор	Влияет на производство соляной кислоты в желудке, участвует в обмене жидкостей.	Снижение кислотности желудка, гастрит.	Ржаной хлеб, капуста, зелень, бананы.

Все живое на Земле, от самого большого млекопитающего до наименьшего насекомого, занимает разные ниши в экосистеме планеты. Но, тем не менее, практически все организмы химически созданы из одних и тех же «ингредиентов»: углерода, водорода, азота, кислорода, фосфора, серы и других элементов из таблицы Менделеева. И этот факт объясняет, почему столь важно заботиться об адекватном пополнении необходимых макроэлементов, ведь без них нет и жизни.

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru

Специальность: терапевт, врач-рентгенолог, диетолог .

Общий стаж: 20 лет .

Место работы: ООО “СЛ Медикал Груп” г. Майкоп .

Образование: 1990-1996, Северо-Осетинская государственная медицинская академия .

Источник

Макроэлементы

Макроэлементы – это химические элементы, которые растения усваивают в больших количествах. Содержание таких веществ в растениях варьирует от сотых долей процента до нескольких десятков процентов.

Содержание:

Элементы

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

Физическое состояние при нормальны условиях

металл серебристо-белого цвета

твердый белый металл

металл серебристо-белого цвета

хрупкие кристаллы желтого цвета

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

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

Капуста белокочанная и цветная,

Скручивание краев листовой пластинки,

Образование фиолетовой окраски

Краевой ожог листьев,

Побеление верхушечной почки,

Побеление молодых листьев,

Кончики листьев загнуты вниз,

Края листьев закручиваются вверх

Капуста белокочанная и цветная,

Капуста белокочанная и цветная,

Изменение интенсивности зеленой окраски листьев,

Низкое содержание белков

Окраска листьев меняется до белой,

• Азотв 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]
• Фосфорлегко 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]
• Калийприсутствует в почве в виде солей. В растениях откладывается в основном в стеблях. [2]
• Магнийраспространен 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]
• Серав 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.

Из атмосферы

• 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]

Следующими по значимости

• 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]

Следующие макроэлементы

• 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

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

Концы листьев свертываются

На концах и краях более старые листья становятся желтоватыми или коричневыми

Появляются яркие некротические пятна

Раннее опадение листьев

Снижение сопротивляемости грибковым заболеваниям

Снижение устойчивости к неблагоприятным климатическим условиям

Ткань не некротическая

На листьях пятна

Листья вянут и опадают

Межжилковый хлороз с беловатыми некротическими пятнами

Пятна окрашены либо имеют наполненные водой концентрические кольца

Рост листовых розеток

Листья немного уменьшаются

Сморщивание молодых листьев

Концы листьев втянуты и отмирают

Общее огрубение растений

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]

Источник