Роль и значение углеводов в жизнедеятельности сельскохозяйственных растений

Углеводы составляют основу сухого вещества растений — на их долю приходится от 80 до 90 %. Эти органические соединения образуются в процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды под воздействием солнечной энергии. Для агронома углеводы важны как главный строительный материал клетки и основной источник энергии для роста культур. Именно от их накопления зависят конечный сбор сухой массы, сахаристость плодов, крахмалистость клубней и прочность стеблей растений.

• Содержание в сухой массе растений — 80–90 %
• Мировой объем фотосинтеза — более 100 млн т/год
• Молекулярная масса соединений — от 0,1 до 1 тыс. кДа
• Суточная потребность человека — 500 г

В растительном организме углеводы накапливаются в семенах, клубнях, корнях и плодах. К этой группе веществ относятся крахмал, клетчатка, сахара и пектиновые вещества. Помимо этого, они формируют клеточные стенки и растительные волокна. Углеводы служат базовым источником энергии: при их окислительном превращении в клетках выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности.

С химической точки зрения эти соединения сочетают гидроксильные и карбонильные группы, являясь альдегидоспиртами и кетоспиртами. Сам термин был предложен в 1844 году, поскольку водород и кислород присутствуют в них в том же соотношении, что и в воде. Первые изученные соединения описывались формулой (СН2О)n при n ≥ 3. Позже были обнаружены исключения: например, дезоксигексозы (С6Н12О5) или соединения с добавлением азота, серы и фосфора. При этом уксусная кислота (СН3СООН) имеет аналогичную формулу, но к углеводам не относится.

Накопление углеводов в урожае сельскохозяйственных культур

Содержание углеводов в растениях не является постоянным. Оно напрямую зависит от биологических особенностей вида, а также от условий выращивания — уровня минерального питания, влагообеспеченности и температурного режима. В теле животных и человека доля углеводов составляет всего 2 %, но они жизненно необходимы для покрытия энергетических затрат. Так, при сгорании 500 г углеводов до углекислого газа и воды в организме выделяется около 2 тыс. ккал энергии.