Informácie

4.2: Živiny - Biológia

4.2: Živiny - Biológia


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Boj proti fytochemikáliám

O získanie tohto korenia z Indie sa viedlo mnoho vojen. Chemikálie a oleje v korení dodávajú indickej kuchyni špecifické vône a chute. Jedlo a kultúra sú prepojené a ľudia si prinášajú svoju kultúru so sebou, keď sa usadia v cudzej krajine. Niekedy je ich kultúra akceptovaná a niekedy sa stáva príčinou diskriminácie, ktorej musia ľudia čeliť, keď prijali ich kultúru.

Táto farebná ukážka indického korenia nie je pekná len na pohľad. Položky na obrázku sú tiež bohaté na fytochemikálie. Fytochemikálie sú veľkou skupinou nedávno objavených chemikálií, ako sú oleje a farbivá, ktoré sa prirodzene vyskytujú v rastlinách. O mnohých z nich je známe, že chránia rastliny tým, že bojujú proti útokom hmyzu a infekčným chorobám. Fytochemikálie v potravinách, ktoré jeme, môžu byť tiež potrebné, aby nám pomohli udržať si zdravie. Ak áno, niektorí odborníci na výživu si myslia, že by mali byť klasifikované ako živiny.

Čo sú to živiny?

Živiny sú látky, ktoré telo potrebuje na energiu, stavebné materiály a riadenie telesných procesov. Existuje šesť hlavných tried živín založených na biochemických vlastnostiach: sacharidy, bielkoviny, lipidy, voda, vitamíny a minerály. Vláknina, ktorá pozostáva prevažne z nestráviteľných sacharidov, sa niekedy pridáva ako siedma trieda živín.

Okrem biochemickej klasifikácie živín sú živiny tiež kategorizované ako esenciálne alebo neesenciálne živiny. Esenciálne živiny Ľudské telo si ich nedokáže syntetizovať, aspoň nie v dostatočnom množstve na normálne fungovanie, preto je potrebné tieto živiny získavať z potravy. Neesenciálne živiny, na rozdiel od toho sa môžu v tele syntetizovať v dostatočnom množstve na normálne fungovanie, hoci sa zvyčajne získavajú aj z potravy. Okrem vlákniny sa všetky uhľohydráty v strave považujú za nepodstatné. Každá ďalšia hlavná trieda živín obsahuje viacero základných zlúčenín. Existuje napríklad deväť esenciálnych aminokyselín, aspoň dve esenciálne mastné kyseliny a mnoho esenciálnych vitamínov a minerálov. Voda a vláknina sú tiež nevyhnutné živiny.

Hlavné triedy živín sú tiež kategorizované ako makroživiny alebo mikroživiny v závislosti od toho, koľko z nich telo potrebuje.

Makronutrienty

Makronutrienty sú živiny, ktoré telo potrebuje v pomerne veľkom množstve. Zahŕňajú sacharidy, bielkoviny, lipidy a vodu. Všetky makroživiny okrem vody telo využíva na energiu, hoci to nie je ich jediná fyziologická funkcia. Energia poskytovaná makroživinami v potravinách sa meria v kilokalóriách, bežne tzv kalórie, kde 1 kalória je množstvo energie potrebné na zvýšenie 1 kilogramu vody o 1 stupeň Celzia.

Sacharidy

Obrázok (PageIndex{2}): Táto cukrová vata môže vyzerať ako veľká vata vyrobená zo skutočnej bavlny, ktorá pozostáva väčšinou z celulózy, no v skutočnosti pozostáva takmer výlučne z jednoduchých cukrov.

Sacharidy sú organické zlúčeniny zložené z jednoduchých cukrov (ako v cukrovej vate na obrázku (PageIndex{2})). Sacharidy sa klasifikujú podľa počtu cukrov, ktoré obsahujú, ako monosacharidy (jeden cukor), ako je glukóza a fruktóza; disacharidy (dva cukry), ako je sacharóza a laktóza; a polysacharidy (tri alebo viac cukrov), vrátane škrobu, glykogénu a celulózy (hlavná zložka vlákniny). Diétne sacharidy pochádzajú hlavne z obilnín, ovocia a zeleniny. Všetky stráviteľné sacharidy v strave telo využíva na energiu. Jeden gram uhľohydrátov poskytuje 4 kalórie energie. vláknina, ako je celulóza v rastlinnej potrave, nemôže byť strávená ľudským tráviacim systémom, takže väčšina z nej len prechádza tráviacim traktom. Hoci neposkytuje energiu ako iné sacharidy, napriek tomu sa považuje za základnú živinu pre svoje fyziologické úlohy. V mnohých rastlinných potravinách sú dva druhy vlákniny: rozpustná vláknina a nerozpustná vláknina.

Rozpustná vláknina pozostáva z nestráviteľných komplexných rastlinných sacharidov, ktoré sa rozpúšťajú vo vode a vytvárajú gél. Tento typ vlákniny zahusťuje a spomaľuje pohyb tráveniny cez tenké črevo a tým spomaľuje vstrebávanie glukózy do krvi. Konzistencia potravy po jej mechanickom strávení v žalúdku sa označuje ako chyme. To môže znížiť skoky inzulínu a riziko cukrovky 2. Rozpustná vláknina môže tiež pomôcť znížiť hladinu cholesterolu v krvi. Medzi dobré zdroje rozpustnej vlákniny patrí ovos, jablká a fazuľa.

Nerozpustná vláknina pozostáva hlavne z celulózy a nerozpúšťa sa vo vode. Keď sa nerozpustná vláknina pohybuje hrubým črevom, stimuluje peristaltiku. Peristaltika je nedobrovoľné zovretie hladkého svalstva GI traktu, ktoré tlačí obsah potravy v trakte. To udržuje potravinový odpad v pohybe a pomáha predchádzať zápche. Nerozpustná vláknina v strave môže tiež znížiť riziko rakoviny hrubého čreva. Medzi dobré zdroje nerozpustnej vlákniny patrí kapusta, paprika a hrozno.

Proteíny

Proteíny sú organické zlúčeniny zložené z aminokyselín. Môžete si myslieť, že mäso a ryby sú hlavnými zdrojmi bielkovín v strave – a sú – ale existuje aj veľa dobrých rastlinných zdrojov, vrátane sójových bôbov (pozri obrázok nižšie) a iných strukovín. Proteíny v potrave sa počas trávenia rozkladajú, aby poskytli aminokyseliny potrebné na syntézu bielkovín. Proteíny v ľudskom tele sú základom mnohých telesných štruktúr, vrátane svalov a kože. Proteíny tiež fungujú ako enzýmy, ktoré katalyzujú biochemické reakcie, hormóny, ktoré regulujú telesné funkcie inými spôsobmi, a protilátky, ktoré pomáhajú bojovať proti patogénom. Akékoľvek aminokyseliny z potravy, ktoré nie sú potrebné na tieto účely, sa vylúčia močom, premenia sa na glukózu na energiu alebo sa uložia ako tuk. Jeden gram bielkovín poskytuje 4 kalórie energie.

Najdôležitejším aspektom štruktúry bielkovín z nutričného hľadiska je zloženie aminokyselín. V ľudskom tele sa bežne nachádza asi 20 aminokyselín, z ktorých asi 11 nie je esenciálnych, pretože sa dajú syntetizovať vnútorne. Zvyšných 9 aminokyselín sú esenciálne aminokyseliny, ktoré musia byť získané zo zdrojov potravy. Esenciálne aminokyseliny sú fenylalanín, valín, treonín, tryptofán, metionín, leucín, izoleucín, lyzín a histidín. Živočíšne bielkoviny ako mäso a ryby sú koncentrovanými zdrojmi všetkých 9 esenciálnych aminokyselín, zatiaľ čo rastlinné bielkoviny môžu mať len stopové množstvá jednej alebo viacerých esenciálnych aminokyselín.

Lipidy

Lipidy, bežne nazývané tuky, sú organické zlúčeniny tvorené prevažne mastnými kyselinami. Tuky v potravinách (obrázok (PageIndex{4})), ako aj tuky v ľudskom tele, sú zvyčajne triglyceridy (tri mastné kyseliny pripojené k molekule glycerolu). Tuky dodávajú telu energiu a slúžia ďalším životne dôležitým funkciám, vrátane pomoci pri tvorbe a udržiavaní bunkových membrán a fungujú ako hormóny. Keď sa použije na energiu, jeden gram tuku poskytuje 9 kalórií energie.

Nasýtené verzus nenasýtené tuky

Tuky sú klasifikované ako nasýtené alebo nenasýtené v závislosti od typu väzieb v ich mastných kyselinách.

  • V nasýtených tukoch zdieľajú atómy uhlíka iba jednoduché väzby, takže každý atóm uhlíka je viazaný na čo najviac atómov vodíka. Nasýtené tuky majú tendenciu byť pevné pri izbovej teplote. Väčšina nasýtených tukov v strave pochádza zo živočíšnych potravín, ako je mäso a maslo.
  • V nenasýtených tukoch má aspoň jeden pár atómov uhlíka spoločnú dvojitú väzbu, takže tieto atómy uhlíka nie sú viazané na čo najviac atómov vodíka. Nenasýtené tuky s jednou dvojitou väzbou sa nazývajú mononenasýtené tuky. Tie s viacerými dvojitými väzbami sa nazývajú polynenasýtené tuky. Nenasýtené tuky majú tendenciu byť pri izbovej teplote tekuté. Nenasýtené tuky v strave pochádzajú hlavne z určitých rýb, ako je losos, a z rastlinných potravín, ako sú semená a orechy.

Esenciálne mastné kyseliny

Väčšina mastných kyselín nie je esenciálna. Telo si ich dokáže vyrobiť podľa potreby, spravidla z iných mastných kyselín, hoci to vyžaduje energiu. Len dve mastné kyseliny sú známe ako esenciálne, nazývané omega-3 a omega-6 mastné kyseliny. V tele sa nedajú syntetizovať, preto ich musíme získavať z potravy. Najčastejšie používané kuchynské oleje v spracovaných potravinách sú bohaté na omega-6 mastné kyseliny, takže väčšina ľudí prijíma dostatok týchto mastných kyselín vo svojej strave. Omega-3 mastné kyseliny nie sú v potravinách také rozšírené a väčšina ľudí ich v potrave nemá dostatok. Dobré potravinové zdroje omega-3 mastných kyselín zahŕňajú mastné ryby, ako je losos, vlašské orechy a ľanové semienka.

Trans tuky

Trans-tuky sú nenasýtené tuky, ktoré obsahujú typy väzieb, ktoré sú v prírode zriedkavé. Transmastné kyseliny sa zvyčajne vyrábajú v priemyselnom procese nazývanom čiastočná hydrogenácia. Môžu sa použiť v rôznych spracovaných potravinách (ako sú tie, ktoré sú znázornené na obrázku (PageIndex{5})), pretože majú tendenciu mať dlhšiu trvanlivosť bez toho, aby zožltli. Je známe, že transmastné kyseliny sú škodlivé pre ľudské zdravie.

Voda

Voda je nevyhnutná pre život, pretože vo vode prebiehajú biochemické reakcie. Voda sa z tela neustále stráca rôznymi spôsobmi, vrátane moču a stolice, počas potenia a ako vodná para vo vydychovanom dychu. Táto neustála strata vody robí z vody základnú živinu, ktorá sa musí často dopĺňať.

Príliš málo vody sa nazýva dehydratácia. Môže spôsobiť slabosť, závraty a búšenie srdca. Ťažká dehydratácia môže viesť k smrti. Je ľahké sa dehydratovať v horúcom počasí, najmä pri cvičení. Je ťažšie konzumovať príliš veľa vody, ale je tiež možná nadmerná hydratácia. Môže to viesť k intoxikácii vodou, čo je vážny a potenciálne smrteľný stav.

Mikroživiny

Mikroživiny sú živiny, ktoré telo potrebuje v relatívne malom množstve. Mikroživiny neposkytujú energiu. Namiesto toho sú nevyhnutné pre biochemické reakcie metabolizmu, okrem iných životne dôležitých funkcií. Zahŕňajú vitamíny, minerály a možno aj fytochemikálie.

Vitamíny

Vitamíny sú organické zlúčeniny, ktoré vo všeobecnosti fungujú ako koenzýmy. Koenzým je „pomocná“ molekula, ktorá je potrebná na to, aby proteínový enzým fungoval. V tejto funkcii zohrávajú vitamíny mnoho úloh v dobrom zdraví, od udržiavania normálneho zraku (vitamín A) až po pomoc pri zrážaní krvi (vitamín K). Niektoré funkcie týchto a niekoľkých ďalších vitamínov sú uvedené v tabuľke nižšie. Väčšina vitamínov sú základné živiny a musia sa získavať z potravy. Ovocie, zelenina, mäso a ryby majú vysoký obsah jedného alebo viacerých základných vitamínov. Existuje len niekoľko nepodstatných vitamínov. Vitamíny B7 a K sú produkované baktériami v hrubom čreve a vitamín D sa syntetizuje v koži, keď je vystavená UV žiareniu

Tabuľka (PageIndex{1}): Vybrané vitamíny a niektoré z ich funkcií
VitamínFunkcia

A

normálne videnie

B1 (tiamín)

produkcia bunkovej energie z potravy

B3(niacín)

kardiovaskulárne zdravie

B7 (biotín)

podpora metabolizmu sacharidov, bielkovín a tukov

B9 (kyselina listová)

zdravie a vývoj plodu

B12

normálnu funkciu nervov a tvorbu červených krviniek

C

tvorba spojivového tkaniva

D

zdravé kosti a zuby

E

normálne bunkové membrány

K

zrážanie krvi

Minerály

Minerály sú anorganické chemické prvky, ktoré sú nevyhnutné pre normálne telesné procesy a dobré zdravie. Pretože sú anorganické a nie sú biologicky syntetizované, všetky výživné minerály sa považujú za základné živiny.

Niekoľko minerálov je potrebných v relatívne veľkých množstvách (> 150 mg/deň), preto sa niekedy označujú ako makrominerály alebo objemové minerály. Zahŕňajú:

  • vápnik, ktorý je potrebný pre pevnosť kostí, neutralizáciu kyslosti v tráviacom trakte a funkcie nervových a bunkových membrán. Mliečne výrobky sú dobrým zdrojom vápnika.
  • horčík, ktorý je potrebný pre pevné kosti, udržiavanie pH, spracovanie ATP a ďalšie funkcie. Zelená listová zelenina, otruby a mandle majú vysoký obsah horčíka.
  • fosfor, ktorý je potrebný pre pevnosť kostí, spracovanie energie, reguláciu pH a fosfolipidy v bunkových membránach. Mlieko a mäso sú dobrým zdrojom fosforu.
  • sodík, ktorý je potrebný na reguláciu objemu krvi, krvného tlaku, vodnej rovnováhy a pH. Väčšina spracovaných potravín má pridaný sodík. Soľnička je ďalším bežným zdrojom sodíka.
  • chlorid, ktorý je potrebný na tvorbu kyseliny chlorovodíkovej v žalúdku a na transport bunkovej membrány. Chlorid v kuchynskej soli pridaný do spracovaných potravín poskytuje dostatok chloridu vo väčšine diét.
  • draslík, ktorý je potrebný pre správne fungovanie srdca a nervov, vodnú rovnováhu a pH. Veľa ovocia a zeleniny má vysoký obsah draslíka.
  • síru, ktorá je potrebná na syntézu mnohých bielkovín. Mäso a ryby sú dobrým zdrojom síry.

Ostatné minerály sú potrebné v oveľa menších množstvách (≤ 150 mg/deň), preto sa často označujú ako stopové minerály. Nižšie uvedená tabuľka uvádza niekoľko stopových minerálov a niektoré z ich funkcií. Dobré potravinové zdroje stopových minerálov zahŕňajú celé zrná, morské plody, ovocie, zeleninu, orechy a strukoviny.

Tabuľka (PageIndex{2}): Vybrané stopové minerály a niektoré z ich funkcií
Stopový minerálFunkcia

kobalt

syntéza vitamínu B12 črevnými baktériami

Meď

súčasťou mnohých enzýmov

Chromium

metabolizmus cukru

jód

syntéza hormónov štítnej žľazy

Železo

súčasť hemoglobínu a mnohých enzýmov

mangán

spracovanie kyslíka

molybdén

súčasť viacerých enzýmov

Selén

súčasť oxidáz (antioxidantov)

Zinok

súčasť viacerých enzýmov

Fytochemikálie

Prirodzene sa vyskytujúce rastlinné chemikálie, ktoré bojujú proti chorobám a škodcom, známe ako fytochemikálie, sa bežne konzumujú v rastlinných potravinách, najmä v koreninách a čerstvej zelenine a ovocí. Okrem boja proti útokom na rastliny mnohé fytochemikálie dodávajú rastlinám ich charakteristické farby a charakteristické chute a arómy. Fytochemikálie sú dôvodom, prečo sú čučoriedky modré (obrázok (PageIndex{6})) a cesnak má charakteristickú silnú, štipľavú chuť a vôňu. Je známe, že v rastlinách je až 4000 rôznych fytochemikálií. Predbežné dôkazy naznačujú, že niektoré fytochemikálie v strave pomáhajú chrániť ľudské zdravie. Napríklad niektoré fytochemikálie môžu pôsobiť ako antioxidanty, ktoré pôsobia proti voľným radikálom spôsobujúcim rakovinu. Výskum fytochemikálií je ešte relatívne mladý, takže čas ukáže, či budú nakoniec zaradené medzi mikroživiny.

Preskúmanie

  1. Aké sú živiny?
  2. Uveďte šesť hlavných tried živín na základe biochemických vlastností.
  3. Porovnajte a porovnajte esenciálne a neesenciálne živiny.
  4. Identifikujte makroživiny.
  5. Ktoré živiny sú klasifikované ako mikroživiny? prečo?
  6. Popíšte uhľohydráty, uveďte, koľko energie poskytujú, a uveďte dobré potravinové zdroje uhľohydrátov.
  7. Ak sa vláknina v potravinách nedá stráviť, prečo sa považuje za živinu?
  8. Popíšte bielkoviny, uveďte ich všeobecné využitie v ľudskom tele a identifikujte zdroje potravy s vysokým obsahom bielkovín. Koľko energie poskytujú bielkoviny?
  9. Popíšte lipidy, zistite, koľko energie poskytujú, a uveďte ich všeobecné využitie v ľudskom tele.
  10. Rozlišujte medzi nasýtenými, nenasýtenými a transmastnými tukmi.
  11. Voda neposkytuje žiadnu energiu ani materiály, ktoré telo potrebuje na budovanie alebo riadenie telesných procesov. Prečo sa považuje za živinu?
  12. Čo sú vitamíny? Aká je všeobecná úloha väčšiny vitamínov? Ktoré vitamíny nie sú esenciálne živiny? prečo?
  13. Aké sú diétne minerály? Uveďte príklady makrominerálov a stopových minerálov.
  14. Čo sú to fytochemikálie? Aké sú dobré potravinové zdroje fytochemikálií?
  15. Ktoré z nasledujúcich sú anorganické látky?
    1. Vitamíny
    2. Minerály
    3. Všetky mikroživiny
    4. A a B

Preskúmajte viac

Ukázalo sa, že diétny príjem bioaktívnych zložiek v ovocí a zelenine má chemopreventívne účinky. Zistilo sa, že mnohé flavonoidy sú cytotoxické pre rakovinové bunky. Viac sa dozviete tu:


4. Výživa rastlín

A) Medzi oblasťami A a B zvýšenie jasu svetla zvyšuje rýchlosť fotosyntézy.

B) To naznačuje, že rýchlosť, ktorou prebieha fotosyntéza, je obmedzená množstvom dostupného svetla.

C) Pri vyšších intenzitách svetla (t.j. po bode C) by ďalšie zvýšenie intenzity svetla nezvýšilo rýchlosť fotosyntézy.

D) To znamená, že proces fotosyntézy prijíma maximálne množstvo svetla, ktoré môže využiť.

E) Zvýšenie intenzity svetla teda nezvýši rýchlosť.

Obr.4.2 Vplyv teploty na rýchlosť fotosyntézy

A) Pri nízkej teplote je fotosyntéza neaktívna.

B) So zvyšujúcou sa teplotou sa zvyšuje aj rýchlosť fotosyntézy.

C) Pri optimálnej teplote je fotosyntéza v najaktívnejšom stave.

D) Nad optimálnou teplotou sa rýchlosť fotosyntézy znižuje.

E) Pri extrémnej teplote sa fotosyntéza zastaví, pretože enzýmy zapojené do tohto procesu sú denaturované.

Keďže fotosyntéza môže byť negatívne ovplyvnená teplom, musia sa zapojiť enzýmy.

A) Čím viac CO2, tým rýchlejšia je rýchlosť fotosyntézy.

B) Koncentrácia CO2 nemôže prekročiť 0,03 %, pretože to je množstvo CO2 vo vzduchu.

C) V experimentálnych podmienkach môže prekročiť iba 0,03 %.

4. Význam fotosyntézy:

  • Znižuje množstvo CO2 vo vzduchu, ktorý je hlavnou príčinou globálneho otepľovania.
  • Produkuje kyslík na podporu iných organizmov pri dýchaní.
  • Produkuje potravu, ktorá je zdrojom energie pre iný organizmus i pre seba

Obr.4.3 Vonkajšia štruktúra listu

Obr.4.4 Vnútorná štruktúra listu

6. Dôležité vlastnosti listov:

  • Bunky v palisádovej vrstve sú naplnené chloroplastmi, ktoré obsahujú veľa chlorofylu. Tu prebieha fotosyntéza.
  • Palisádové a hubovité vrstvy sú plné vzduchových medzier, ktoré umožňujú CO2 dostať sa do palisádových buniek.
  • Bunky v epiderme vytvárajú vosk, ktorý pokrýva štruktúry listov, najmä vrchný povrch. Je to preto, aby sa zabránilo strate vody.
  • Spodný povrch je plný malých otvorov nazývaných stomata. Sú tu na to, aby prepustili CO2. Umožňujú tiež únik vody – takto vzniká transpiračný prúd.
  • Xylémové a floémové cievy pokrývajú celý list ako drobné žilky, aby dopravili vodu do každej časti listu a potom odobrali potravu produkovanú listom.
  • Prieduchy sa automaticky zatvoria, keď zásoby vody z koreňov začnú vysychať.
  • Strážne bunky to kontrolujú. Keď je vody málo, ochabnú a zmenia tvar, čím sa uzavrú prieduchové póry.
  • Tým sa zabráni ďalším stratám vody, ale tiež sa zastaví prenikanie CO2, takže sa zastaví aj fotosyntéza.

4.2 Minerálna výživa rastlín
1. Dusík: Rastliny potrebujú dusík na tvorbu bielkovín. Dusík získavali zo zlúčenín dusíka z pôdy. •


4.2: Živiny - Biológia

Baktéria Neisseria gonorrhoeae spôsobuje infekcie súvisiace s ľudským reprodukčným systémom. V grafe je znázornené percento vzoriek, v ktorých táto baktéria vykazovala rezistenciu na šesť antibiotík za obdobie desiatich rokov.

Aké je možné vysvetlenie celkového percentuálneho odporu väčšieho ako 100 % v roku 2010?

Odpoveď: Ľudia neužívajú antibiotiká podľa predpisu.

B. V tom roku bolo odobratých viac vzoriek.

C. Vyskytla sa epidémia Neisseria gonorrhoeae v tom roku.

D. Niektoré baktérie sú odolné voči viac ako jednému antibiotiku.


Triedy textúry pôdy

Názvy tried textúry pôdy sú určené na to, aby vám poskytli predstavu o ich štruktúrnom zložení a fyzikálnych vlastnostiach. Tri základné skupiny tried textúry sú piesky, íly a íly.

Pôda v piesková skupina obsahuje najmenej 70 % hmotnosti piesku. Pôda v hlinená skupina musí obsahovať aspoň 35 % ílu a vo väčšine prípadov nie menej ako 40 %. Hlinitá pôda je v ideálnom prípade zmesou častíc piesku, bahna a ílu, ktoré vykazujú ľahké a ťažké vlastnosti v približne rovnakých pomeroch, takže pôda v hlinená skupina začne od tohto bodu a potom bude obsahovať väčšie alebo menšie množstvo piesku, bahna alebo hliny.

Ďalšie názvy tried textúr sú založené na týchto troch základných skupinách. Názov základnej skupiny je vždy posledný v názve triedy. Hlinitý piesok je teda v skupine piesku a piesčitá hlina je v skupine hliny (pozri obrázok 4.2).

Obrázok 4.2 Trojuholník textúry pôdy. Zdroj: Obrázok upravený podľa Hunt and Gilkes (1992)
https://s3.amazonaws.com/soilquality-production/fact_sheets/28/original/Phys_-_Measuring_Soil_Texture_in_the_Lab_web.pdf

Distribúciu veľkosti výrobku P možno určiť laboratórnou analýzou, pričom výsledky sú uvedené v percentách. Textúra je určená nakreslením čiar z percentuálneho bodu na príslušnej osi rovnobežne so stranou trojuholníka na nultom konci tej istej osi. Miesto, kde sa 3 čiary pretínajú, označuje textúru pôdy. Pôda so 40 % bahna, 30 % ílu a 30 % piesku je ílovitá hlinitá hlina – Pozrite si červené čiary na obrázku 4.2.

Textúra pôdy ovplyvňuje mnohé fyzikálne vlastnosti pôdy, ako je schopnosť zadržiavať vodu a drenáž. Piesočnaté pôdy s hrubou štruktúrou majú vo všeobecnosti vysokú mieru infiltrácie, ale slabú schopnosť zadržiavať vodu. Častice bahna sú oveľa menšie ako piesok, majú väčší povrch a sú vo všeobecnosti dosť úrodné. Naplaveniny nezadržiavajú toľko vlhkosti ako hlinité pôdy, avšak viac vlhkosti je k dispozícii pre rastliny. Ílovitá pôda s jemnou textúrou má vo všeobecnosti nižšiu rýchlosť infiltrácie, ale dobrú schopnosť zadržiavať vodu.

Textúra pôdy tiež ovplyvňuje prirodzenú úrodnosť pôdy. Gram častíc ílu môže absorbovať viac živín ako gram častíc piesku alebo bahna, pretože častice ílu poskytujú oveľa väčšiu plochu na adsorpciu. Íl je aktívna časť pôdy. Je to miesto, kde sa pôdne živiny uchovávajú a z veľkej časti sa tam vymieňajú. Ílová frakcia má tiež veľký vplyv na štrukturálnu stabilitu pôdy, a tým aj na riziko erózie. Ďalšie informácie nájdete v časti 4.3.1 Dostupnosť živín a kapacita výmeny katiónov.

Textúru pôdy možno ľahko odhadnúť na poli pomocou kľúča textúry pôdy – pozri tabuľku 4.1. Najprv po odstránení kameňov a rastlinného materiálu premiešajte malú hrsť zeminy do gule s priemerom asi 4 cm. Potom pomaly navlhčite zeminu a pleseň alebo ju vtlačte do stuhy medzi palcom a ukazovákom. Dĺžka pásky a vlastnosti lopty vám umožňujú odhadnúť triedu textúry pôdy.

Tabuľka 4.1 Charakteristiky pôdy indikujúce textúru pôdy. Zdroj: Euroconsult 1989, McDonald a kol. 1990 citované v Moody & Cong 2008.

4.2.2 Štruktúra pôdy

4.2.2 Štruktúra pôdy

Štruktúra pôdy sa vzťahuje na usporiadanie pôdnych častíc (piesok, íl a íl) a pórov v pôde a na schopnosť častíc vytvárať agregáty.

Agregáty sú skupiny pôdnych častíc, ktoré drží pohromade organická hmota alebo chemické sily. Póry sú priestory v pôde.

Póry medzi agregátmi sú zvyčajne veľké ( makropóry ). Ich veľká veľkosť umožňuje dobré prevzdušňovanie, rýchlu infiltráciu vody, ľahké prenikanie koreňov rastlín, dobrý odvod vody, ako aj dobré podmienky pre rast pôdnych mikroorganizmov. Menšie póry v agregátoch alebo medzi časticami pôdy ( mikropóry ) zadržiava vodu proti gravitácii (kapilárna akcia), ale nie nevyhnutne tak pevne, aby rastliny nemohli vodu extrahovať.

Dobre štruktúrovaná pôda tvorí stabilné agregáty (agregáty, ktoré sa ľahko nerozpadajú) a má veľa pórov rôznych veľkostí – pozri obrázok 4.3a. Dobre štruktúrovaná pôda je drobivá, ľahko spracovateľná a umožňuje klíčiace sadenice vzklíčiť a rýchlo vytvoriť silný koreňový systém.

Zle štruktúrovaná pôda má buď málo alebo nestabilné (ľahko sa rozpadajúce) agregáty a málo pórov – pozri obrázok 4.3b. Zle štruktúrovaná pôda môže viesť k neproduktívnym, zhutneným alebo podmáčaným pôdam, ktoré majú zlú drenáž a prevzdušňovanie. Zle štruktúrovaná pôda sa tiež s väčšou pravdepodobnosťou usadzuje a eroduje.

Obrázok 4.3 Štruktúra pôdy

4.2.3 Priestory pórov

4.2.3 Priestory pórov

Priestory medzi časticami pôdy (íl, bahno a piesok) a medzi agregátmi a v nich (zhluky častíc pôdy) sa nazývajú pórových priestorov . Sú to časť pôdy, ktorú zaberá vzduch a voda. Voda vytláča vzduch v pôde a následne obsah vzduchu v pôde nepriamo súvisí s obsahom vody. Vysoký obsah vody v pôde znamená, že v pôde je menej vzduchu. To má za následok vyššie hladiny oxidu uhličitého a nižšie hladiny kyslíka v pôde, čo nie je priaznivé pre rast rastlín. Tieto podmienky tiež podporujú denitrifikáciu, biologický proces, ktorý premieňa dusičnan-dusík na skleníkový plyn, oxid dusný.

Pôdny vzduch sa líši od atmosférického vzduchu, pretože zloženie je v pôde variabilnejšie, môže byť vlhkejšie a má vyšší obsah oxidu uhličitého a nižší obsah kyslíka ako atmosféra.

Počet a veľkosť pórových priestorov je daná veľkosťou pôdnych častíc (pôdna textúra) a usporiadaním pôdnych častíc do agregátov (pôdna štruktúra). Väčšie póry ( makropóry ) umožňujú ľahkému pohybu vzduchu a presakujúcej vody pôdou. Menšie póry ( mikropóry ) neumožňujú ľahký pohyb vzduchu a tiež do značnej miery obmedzujú pohyb vody.

Pôdna biológia tiež zohráva úlohu pri naviazaní pôdy. Príkladom toho sú sekréty glomalínu z arbuskulárnych mykoríznych húb – Ďalšie informácie nájdete v kapitole 5. Piesočnatá pôda môže mať nedostatočnú organickú hmotu na viazanie pieskových zŕn do väčších agregátov. V tomto prípade bude mať pôda veľa veľkých pórov a veľmi málo malých pórov. Korene rastlín budú mať dostatok vzduchu, ale voda bude voľne odtekať cez pôdu s veľmi malým skladovaním. Na druhej strane zhutnená, ťažká ílovitá pôda bude mať veľa malých pórov a málo veľkých pórov. Rastliny trpia, pretože voda je tak pevne viazaná v malých póroch, že korene rastlín ju nedokážu extrahovať z pôdy. Pôda je slabo prevzdušnená a odvodnenie je slabé. V dôsledku toho je kyslík vyčerpaný.

4.2.4 Pôdna voda

4.2.4 Pôdna voda

Voda v pôde silne ovplyvňuje rast rastlín a biologické fungovanie pôdy. Poskytuje médium na rozpustenie látok, vrátane živných prvkov, čo im umožňuje prístup ku koreňom rastlín. Voda tiež umožňuje transport živín z farmy a prispieva k erózii a zvetrávaniu. Textúra pôdy ovplyvňuje to, ako je voda zadržiavaná v pôde a tiež rýchlosť, akou voda prenikne do pôdy – Pozri časť 4.2.1.


Obsah

Manažment úrodnosti pôdy zamestnával farmárov už tisíce rokov. Egypťania, Rimania, Babylončania a raní Germáni sú zaznamenaní ako ľudia, ktorí používajú minerály alebo hnoj na zvýšenie produktivity svojich fariem. [1] Veda o výžive rastlín začala dávno pred prácou nemeckého chemika Justusa von Liebiga, hoci jeho meno sa spomína najčastejšie. Nicolas Théodore de Saussure a vtedajší vedeckí kolegovia rýchlo vyvrátili zjednodušenie Justusa von Liebiga. Existovalo komplexné vedecké chápanie výživy rastlín, kde bola ústredná úloha humusu a interakcií organo-minerálnych látok, čo bolo v súlade s najnovšími objavmi od roku 1990. [8] Významnými vedcami, na ktorých kreslil Justus von Liebig, boli Carl Ludwig Sprenger a Hermann Hellriegel. V tejto oblasti došlo k „erózii vedomostí“ [9], čiastočne spôsobenej prelínaním ekonomiky a výskumu. [10] John Bennet Lawes, anglický podnikateľ, začal v roku 1837 experimentovať s účinkami rôznych hnojív na rastliny rastúce v kvetináčoch a o rok alebo dva neskôr sa experimenty rozšírili aj na plodiny na poli. Jedným z bezprostredných následkov bolo, že v roku 1842 patentoval hnoj vytvorený úpravou fosfátov kyselinou sírovou, a tak bol prvým, kto vytvoril priemysel s umelým hnojom. V nasledujúcom roku sa prihlásil do služieb Josepha Henryho Gilberta a spoločne vykonávali pokusy s plodinami v Inštitúte výskumu plodín na ornej pôde. [11]

Proces Birkeland-Eyde bol jedným z konkurenčných priemyselných procesov na začiatku výroby hnojív na báze dusíka. [12] Tento proces sa použil na fixáciu atmosférického dusíka (N2) na kyselinu dusičnú (HNO3), jeden z niekoľkých chemických procesov všeobecne označovaných ako fixácia dusíka. Výsledná kyselina dusičná sa potom použila ako zdroj dusičnanov (NO3 − ). Továreň založená na tomto procese bola postavená v Rjukan a Notodden v Nórsku v kombinácii s výstavbou veľkých vodných elektrární. [13]

10. a 20. roky 20. storočia boli svedkami vzostupu Haberovho procesu a Ostwaldovho procesu. Haberovým procesom vzniká amoniak (NH3) z metánu (CH4) plyn a molekulárny dusík (N2). Amoniak z Haberovho procesu sa potom premieňa na kyselinu dusičnú (HNO3) v Ostwaldovom procese. [14] Po druhej svetovej vojne boli závody na výrobu dusíka, ktoré sa rozbehli na výrobu vojnových bômb, orientované na poľnohospodárske účely. [15] Používanie syntetických dusíkatých hnojív sa za posledných 50 rokov neustále zvyšovalo, pričom sa zvýšilo takmer 20-násobne na súčasnú mieru 100 miliónov ton dusíka ročne. [16]

Vývoj syntetických dusíkatých hnojív výrazne podporil rast globálnej populácie – odhaduje sa, že takmer polovica ľudí na Zemi je v súčasnosti živená používaním syntetických dusíkatých hnojív. [17] Zvýšilo sa aj používanie fosfátových hnojív z 9 miliónov ton ročne v roku 1960 na 40 miliónov ton ročne v roku 2000. Kukurica s výnosom 6–9 ton zŕn na hektár (2,5 akrov) vyžaduje 31–50 kilogramov ( 68–110 lb) fosfátového hnojiva, ktoré sa má aplikovať, plodiny sóje vyžadujú približne polovicu, teda 20–25 kg na hektár. [18] Yara International je najväčším svetovým výrobcom hnojív na báze dusíka. [19]

Hnojivá podporujú rast rastlín. Tento cieľ sa dosahuje dvoma spôsobmi, pričom tradičným sú aditíva, ktoré poskytujú živiny. Druhým spôsobom, akým niektoré hnojivá pôsobia, je zvýšenie účinnosti pôdy úpravou jej zadržiavania vody a prevzdušňovania. Tento článok, podobne ako mnohé o hnojivách, zdôrazňuje nutričný aspekt. Hnojivá zvyčajne poskytujú v rôznych pomeroch: [20]

    tri hlavné makroživiny:
      (N): rast listov (P): Vývoj koreňov, kvetov, semien, plodov (K): Silný rast stonky, pohyb vody v rastlinách, podpora kvitnutia a plodenia

    Živiny potrebné pre zdravý život rastlín sú klasifikované podľa prvkov, ale prvky sa nepoužívajú ako hnojivá. Namiesto toho sú zlúčeniny obsahujúce tieto prvky základom hnojív. Makroživiny sa spotrebúvajú vo väčších množstvách a sú prítomné v rastlinnom pletive v množstvách od 0,15 % do 6,0 % na báze sušiny (DM) (0 % vlhkosti). Rastliny sa skladajú zo štyroch hlavných prvkov: vodíka, kyslíka, uhlíka a dusíka. Uhlík, vodík a kyslík sú široko dostupné ako voda a oxid uhličitý. Hoci dusík tvorí väčšinu atmosféry, je vo forme, ktorá je pre rastliny nedostupná. Dusík je najdôležitejšie hnojivo, pretože dusík je prítomný v bielkovinách, DNA a iných zložkách (napr. chlorofyl). Aby bol dusík pre rastliny výživný, musí byť dostupný v „fixnej“ forme. Len niektoré baktérie a ich hostiteľské rastliny (najmä strukoviny) dokážu fixovať vzdušný dusík (N2) jeho premenou na amoniak. Fosfát je potrebný na produkciu DNA a ATP, hlavného nosiča energie v bunkách, ako aj niektorých lipidov.

    Mikrobiologické úvahy Edit

    Dve sady enzymatických reakcií sú vysoko relevantné pre účinnosť hnojív na báze dusíka.

    Prvým je hydrolýza (reakcia s vodou) močoviny. Mnohé pôdne baktérie majú enzým ureázu, ktorá katalyzuje premenu močoviny na amónny ión (NH4 +) a hydrogénuhličitanový ión (HCO3 − ).

    Baktérie oxidujúce amoniak (AOB), ako sú druhy Nitrosomonasoxidujú amoniak na dusitany, proces nazývaný nitrifikácia. [21] Najmä baktérie oxidujúce dusitany Nitrobacteroxidujú dusitany na dusičnany, ktoré sú mimoriadne mobilné a sú hlavnou príčinou eutrofizácie.

    Hnojivá sú klasifikované niekoľkými spôsobmi. Sú klasifikované podľa toho, či poskytujú jedinú živinu (napr. K, P alebo N), v takom prípade sú klasifikované ako „priame hnojivá“. "Viacživinové hnojivá" (alebo "komplexné hnojivá") poskytujú dve alebo viac živín, napríklad N a P. Hnojivá sú tiež niekedy klasifikované ako anorganické (téma väčšiny tohto článku) verzus organické. Anorganické hnojivá nezahŕňajú materiály obsahujúce uhlík okrem močoviny. Organické hnojivá sú zvyčajne (recyklované) látky rastlinného alebo živočíšneho pôvodu. Anorganické sa niekedy nazývajú syntetické hnojivá, pretože na ich výrobu sú potrebné rôzne chemické úpravy. [22]

    Jednoživinové ("priame") hnojivá Edit

    Hlavným priamym hnojivom na báze dusíka je amoniak alebo jeho roztoky. Dusičnan amónny (NH4NIE3) je tiež široko používaný. Močovina je ďalším obľúbeným zdrojom dusíka, má tú výhodu, že je pevná a nevýbušná, na rozdiel od amoniaku a dusičnanu amónneho. Niekoľko percent trhu s dusíkatými hnojivami (4 % v roku 2007) [23] pokrýva dusičnan vápenato-amónny (Ca(NO)3)2 • NH4 • 10H2O).

    Hlavnými priamymi fosfátovými hnojivami sú superfosfáty. „Jeden superfosfát“ (SSP) pozostáva zo 14–18 % P2O5opäť vo forme Ca(H2PO4)2, ale aj fosfosádra (CaSO4 • 2H2O). Trojitý superfosfát (TSP) zvyčajne pozostáva zo 44–48 % P2O5 a žiadna sadra. Zmes jednoduchého superfosfátu a trojitého superfosfátu sa nazýva dvojitý superfosfát. Viac ako 90 % typického superfosfátového hnojiva je rozpustných vo vode.

    Hlavným priamym hnojivom na báze draslíka je muriat potaš (MOP). Muriate z potaše obsahuje 95 – 99 % KCl a je zvyčajne dostupný ako hnojivo 0-0-60 alebo 0-0-62.

    Viacživinové hnojivá Edit

    Tieto hnojivá sú bežné. Pozostávajú z dvoch alebo viacerých živín.

    Binárne (NP, NK, PK) hnojivá

    Hlavné dvojzložkové hnojivá poskytujú rastlinám dusík aj fosfor. Tieto sa nazývajú NP hnojivá. Hlavnými NP hnojivami sú fosforečnan amónny (MAP) a fosforečnan diamónny (DAP). Aktívnou zložkou MAP je NH4H2PO4. Aktívnou zložkou DAP je (NH4)2HPO4. Asi 85 % hnojív MAP a DAP je rozpustných vo vode.

    NPK hnojivá sú trojzložkové hnojivá poskytujúce dusík, fosfor a draslík. Existujú dva typy hnojív NPK: zmesové a zmesové. Zložené hnojivá NPK obsahujú chemicky viazané zložky, zatiaľ čo zmesové hnojivá NPK sú fyzikálne zmesi jednotlivých živných zložiek.

    Hodnotenie NPK je systém hodnotenia, ktorý popisuje množstvo dusíka, fosforu a draslíka v hnojive. Hodnotenia NPK pozostávajú z troch čísel oddelených pomlčkami (napr. 10-10-10 alebo 16-4-8), ktoré popisujú chemický obsah hnojív. [24] [25] Prvé číslo predstavuje percento dusíka v produkte, druhé číslo, P2O5 tretí, K2O. Hnojivá v skutočnosti P neobsahujú2O5 alebo K2O, ale systém je konvenčnou skratkou pre množstvo fosforu (P) alebo draslíka (K) v hnojive. 50-librové (23 kg) vrece hnojiva s označením 16-4-8 obsahuje 8 lb (3,6 kg) dusíka (16 % z 50 libier), čo je množstvo fosforu ekvivalentné množstvu v 2 librách P2O5 (4% z 50 libier) a 4 libry K2O (8 % z 50 libier). Väčšina hnojív je označená podľa tejto konvencie N-P-K, hoci austrálska konvencia, ktorá nasleduje po systéme N-P-K-S, pridáva pre síru štvrté číslo a používa elementárne hodnoty pre všetky hodnoty vrátane P a K. [26]

    Mikronutrienty Edit

    Mikroživiny sa spotrebúvajú v menších množstvách a sú prítomné v rastlinných tkanivách rádovo v častiach na milión (ppm), v rozsahu od 0,15 do 400 ppm alebo menej ako 0,04 % sušiny. [27] [28] Tieto prvky sú často potrebné pre enzýmy nevyhnutné pre metabolizmus rastlín. Pretože tieto prvky umožňujú katalyzátory (enzýmy), ich vplyv ďaleko prevyšuje ich hmotnostné percento. Typickými mikroživinami sú bór, zinok, molybdén, železo a mangán. [20] Tieto prvky sú poskytované ako vo vode rozpustné soli. Železo predstavuje zvláštne problémy, pretože sa pri miernom pH pôdy a koncentráciách fosfátov mení na nerozpustné (biologicky nedostupné) zlúčeniny. Z tohto dôvodu sa železo často podáva ako chelátový komplex, napr. EDTA alebo deriváty EDDHA. Potreba mikroživín závisí od rastliny a prostredia. Zdá sa napríklad, že cukrová repa vyžaduje bór a strukoviny kobalt [1], zatiaľ čo podmienky prostredia, ako je teplo alebo sucho, spôsobujú, že bór je pre rastliny menej dostupný. [29]

    Dusíkaté hnojivá Edit

    Najlepší používatelia hnojív na báze dusíka [30]
    Krajina Celková spotreba N
    (Mt pa)
    Amt. používa
    krmivo/pastivo
    (Mt pa)
    Čína 18.7 3.0
    India 11.9 N/A [31]
    U.S. 9.1 4.7
    Francúzsko 2.5 1.3
    Nemecko 2.0 1.2
    Brazília 1.7 0.7
    Kanada 1.6 0.9
    Turecko 1.5 0.3
    UK 1.3 0.9
    Mexiko 1.3 0.3
    Španielsko 1.2 0.5
    Argentína 0.4 0.1

    Dusíkaté hnojivá sa vyrábajú z amoniaku (NH3) vyrobené Haber-Boschovým procesom. [23] V tomto energeticky náročnom procese sa zemný plyn (CH4) zvyčajne dodáva vodík a dusík (N2) pochádza zo vzduchu. Tento amoniak sa používa ako surovina pre všetky ostatné dusíkaté hnojivá, ako je bezvodý dusičnan amónny (NH4NIE3) a močovina (CO(NH2)2).

    Nánosy dusičnanu sodného (NaNO3) (ľadok čílsky) sa nachádza aj v púšti Atacama v Čile a bol jedným z pôvodných (1830) používaných hnojív bohatých na dusík. [32] Stále sa ťaží na hnojivo. [33] Dusičnany sa tiež vyrábajú z amoniaku Ostwaldovým procesom.

    Fosfátové hnojivá Edit

    Fosfátové hnojivá sa získavajú extrakciou z fosfátovej horniny, ktorá obsahuje dva hlavné minerály obsahujúce fosfor, fluorapatit Ca5(PO4)3F (CFA) a hydroxyapatit Ca5(PO4)3OH. Tieto minerály sa pôsobením kyseliny sírovej (H2SO4) alebo kyseliny fosforečné (H3PO4). Veľká produkcia kyseliny sírovej je primárne motivovaná touto aplikáciou. [34] Pri nitrofosfátovom procese alebo Odda procese (vynájdený v roku 1927) sa fosfátová hornina s obsahom fosforu (P) až 20 % rozpúšťa kyselinou dusičnou (HNO).3) na výrobu zmesi kyseliny fosforečnej (H3PO4) a dusičnan vápenatý (Ca(NO3)2). Táto zmes môže byť kombinovaná s draselným hnojivom na výrobu a zložené hnojivo s tromi makroživinami N, P a K v ľahko rozpustnej forme. [35]

    Draselné hnojivá Edit

    Potaš je zmes draselných minerálov používaných na výrobu draselných (chemická značka: K) hnojív. Potaš je rozpustná vo vode, takže hlavné úsilie pri výrobe tejto živiny z rudy zahŕňa určité kroky čistenia, napr. odstránenie chloridu sodného (NaCl) (bežná soľ). Niekedy sa potaš označuje ako K2O, ako vec pre tých, ktorí popisujú obsah draslíka. V skutočnosti sú potašové hnojivá zvyčajne chlorid draselný, síran draselný, uhličitan draselný alebo dusičnan draselný. [36]

    NPK hnojivá Edit

    Existujú štyri hlavné spôsoby výroby hnojív NPK: 1) parná granulácia, 2) chemická granulácia, 3) zhutňovanie, 4) hromadné miešanie. Prvé tri procesy sa používajú na výrobu zlúčenín NPK. Počas parnej granulácie sa suroviny miešajú a ďalej granulujú pomocou pary ako spojiva. Proces chemickej granulácie je založený na chemických reakciách medzi kvapalnými surovinami (ako je kyselina fosforečná, kyselina sírová, amoniak) a pevnými surovinami (ako je chlorid draselný, recyklovaný materiál). Zhutňovanie využíva vysoký tlak na aglomeráciu suchých práškových materiálov. Nakoniec, objemové zmesi sa vyrábajú zmiešaním priamych hnojív.

    Organické hnojivá Edit

    „Organické hnojivá“ môžu opísať hnojivá organického – biologického – pôvodu – teda hnojivá pochádzajúce zo živých alebo predtým živých materiálov. Organické hnojivá môžu tiež popisovať komerčne dostupné a často balené produkty, ktoré sa snažia dodržiavať očakávania a obmedzenia prijaté „ekologickým poľnohospodárstvom“ a „ekologickým“ záhradníctvom – súvisiacimi systémami výroby potravín a rastlín, ktoré výrazne obmedzujú alebo sa striktne vyhýbajú používaniu syntetických hnojív. a pesticídy. „organické hnojivo“ Produkty typicky obsahujú niektoré organické materiály, ako aj prijateľné aditíva, ako sú výživné horninové prášky, mleté ​​morské mušle (kraby, ustrice atď.), iné pripravené produkty, ako je múčka zo semien alebo kel, a kultivované mikroorganizmy a deriváty.

    Hnojivá organického pôvodu (prvá definícia) zahŕňajú živočíšne odpady, rastlinné odpady z poľnohospodárstva, kompost a čistené splaškové kaly (biopevné látky). Okrem hnoja môžu živočíšne zdroje zahŕňať produkty zo zabitia zvierat – typickými zložkami sú krvná múčka, kostná múčka, múčka z peria, kože, kopytá a rohy. [20] Organicky odvodené materiály dostupné pre priemysel, ako napríklad splaškové kaly, nemusia byť prijateľnými zložkami ekologického poľnohospodárstva a záhradníctva z dôvodu faktorov siahajúcich od zvyškových kontaminantov až po vnímanie verejnosťou. Na druhej strane predávané „organické hnojivá“ môžu zahŕňať a podporovať spracované organické látky pretože materiály majú spotrebiteľskú príťažlivosť. Bez ohľadu na definíciu alebo zloženie, väčšina z týchto produktov obsahuje menej koncentrované živiny a živiny sa nedajú tak ľahko kvantifikovať. Môžu ponúknuť výhody pri budovaní pôdy a zároveň byť príťažlivé pre tých, ktorí sa snažia farmárčiť/záhradkárčiť „prirodzenejšie“. [37]

    Z hľadiska objemu je rašelina najpoužívanejšou balenou organickou úpravou pôdy. Je to nezrelá forma uhlia a zlepšuje pôdu prevzdušňovaním a absorbovaním vody, ale neprináša rastlinám žiadnu výživnú hodnotu. Nejde teda o hnojivo, ako je definované na začiatku článku, ale skôr o dodatok. Kokosové vlákno (odvodené z kokosových šupiek), kôra a piliny, keď sa pridajú do pôdy, všetky pôsobia podobne (ale nie identicky) ako rašelina a sú tiež považované za organické úpravy pôdy – alebo texturizátory – kvôli ich obmedzeným nutričným vstupom. Niektoré organické prísady môžu mať opačný účinok na živiny – čerstvé piliny môžu pri rozklade spotrebovať živiny z pôdy a môžu znížiť pH pôdy – ale tie isté organické texturizátory (ako aj kompost atď.) môžu zvýšiť dostupnosť živín prostredníctvom zlepšenia výmenou katiónov alebo zvýšeným rastom mikroorganizmov, ktoré následne zvyšujú dostupnosť určitých rastlinných živín. Organické hnojivá, ako sú komposty a hnoj, sa môžu distribuovať lokálne bez toho, aby sa dostali do priemyselnej výroby, čo sťažuje kvantifikáciu skutočnej spotreby.

    Hnojivá sa bežne používajú na pestovanie všetkých plodín, pričom aplikačné dávky závisia od úrodnosti pôdy, zvyčajne meranej pôdnym testom a podľa konkrétnej plodiny. Strukoviny napríklad viažu dusík z atmosféry a vo všeobecnosti nevyžadujú dusíkaté hnojivá.

    Tekuté verzus pevné Edit

    Hnojivá sa aplikujú na plodiny ako tuhé, tak aj tekuté. Asi 90 % hnojív sa aplikuje v pevnej forme. Najpoužívanejšie tuhé anorganické hnojivá sú močovina, fosforečnan diamónny a chlorid draselný. [38] Pevné hnojivo je zvyčajne granulované alebo práškové. Pevné látky sú často dostupné ako častice, pevné guľôčky. Kvapalné hnojivá zahŕňajú bezvodý amoniak, vodné roztoky amoniaku, vodné roztoky dusičnanu amónneho alebo močoviny. Tieto koncentrované produkty môžu byť zriedené vodou za vzniku koncentrovaného tekutého hnojiva (napr. UAN). Výhodou tekutého hnojiva je rýchlejší účinok a ľahšia pokryvnosť. [20] Pridávanie hnojiva do závlahovej vody sa nazýva „hnojenie“. [36]

    Urea Edit

    Močovina je vysoko rozpustná vo vode, a preto je tiež veľmi vhodná na použitie v roztokoch hnojív (v kombinácii s dusičnanom amónnym: UAN), napr. Na použitie v hnojivách sú granule uprednostňované pred hrudkami, pretože majú užšiu distribúciu veľkosti častíc, čo je výhodou pre mechanickú aplikáciu.

    Močovina sa zvyčajne šíri v dávkach medzi 40 a 300 kg/ha (35 až 270 libier/aker), ale dávky sa líšia. Menšie aplikácie spôsobujú nižšie straty v dôsledku vylúhovania. Počas leta sa močovina často rozširuje tesne pred alebo počas dažďa, aby sa minimalizovali straty z prchavosti (proces, pri ktorom sa dusík stráca do atmosféry ako plynný amoniak).

    Kvôli vysokej koncentrácii dusíka v močovine je veľmi dôležité dosiahnuť rovnomerné rozloženie. K výsevu nesmie dôjsť pri kontakte so semenom alebo v jeho blízkosti z dôvodu rizika poškodenia klíčenia. Močovina sa rozpúšťa vo vode na aplikáciu ako sprej alebo cez zavlažovacie systémy.

    V obilninách a bavlníkových plodinách sa močovina často aplikuje v čase poslednej kultivácie pred výsadbou. V oblastiach s vysokými zrážkami a na piesočnatých pôdach (kde sa dusík môže stratiť vylúhovaním) a kde sa očakávajú dobré zrážky počas sezóny, môže byť močovina počas vegetačného obdobia zalievaná. Prikrmovanie je obľúbené aj na pastvinách a krmovinách. Pri pestovaní cukrovej trstiny sa močovina po výsadbe upraví a aplikuje na každú plodinu.

    Pretože absorbuje vlhkosť z atmosféry, močovina sa často skladuje v uzavretých nádobách.

    Predávkovanie alebo umiestnenie močoviny v blízkosti semien je škodlivé. [39]

    Hnojivá s pomalým a riadeným uvoľňovaním Edit

    Listová aplikácia Upraviť

    Listové hnojivá sa aplikujú priamo na listy. Táto metóda sa takmer vždy používa na aplikáciu vo vode rozpustných priamych dusíkatých hnojív a používa sa najmä pre vysokohodnotné plodiny, ako je ovocie. Močovina je najbežnejšie listové hnojivo. [20]

    Chemikálie, ktoré ovplyvňujú príjem dusíka Edit

    Na zvýšenie účinnosti hnojív na báze dusíka sa používajú rôzne chemikálie. Týmto spôsobom môžu poľnohospodári obmedziť znečisťujúce účinky úniku dusíka. Inhibítory nitrifikácie (známe aj ako stabilizátory dusíka) potláčajú premenu amoniaku na dusičnan, anión, ktorý je náchylnejší na vyplavovanie. Obľúbené sú 1-karbamoyl-3-metylpyrazol (CMP), dikyandiamid, nitrapyrín (2-chlór-6-trichlórmetylpyridín) a 3,4-dimetylpyrazolfosfát (DMPP). [42] Inhibítory ureázy sa používajú na spomalenie hydrolytickej premeny močoviny na amoniak, ktorý je náchylný na vyparovanie, ako aj na nitrifikáciu. Premena močoviny na amoniak katalyzovaná enzýmami nazývanými ureázy. Populárnym inhibítorom ureáz je N-(n-butyl)triamid kyseliny tiofosforečnej (NBPT).

    Prehnojenie Edit

    Opatrné používanie technológií hnojenia je dôležité, pretože nadbytok živín môže byť škodlivý. [43] Pri aplikácii príliš veľkého množstva hnojiva môže dôjsť k popáleniu hnojiva, čo má za následok poškodenie alebo dokonca smrť rastliny. Hnojivá sa líšia svojou tendenciou horieť zhruba v súlade s ich soľným indexom. [44] [45]

    V poslednej dobe sa dusíkaté hnojivá vo väčšine rozvinutých krajín ustálili. Čína sa však stala najväčším výrobcom a spotrebiteľom dusíkatých hnojív. [47] Afrika sa málo spolieha na dusíkaté hnojivá. [48] ​​Poľnohospodárske a chemické minerály sú veľmi dôležité pri priemyselnom využívaní hnojív, ktorých hodnota sa odhaduje na približne 200 miliárd USD. [49] Dusík má významný vplyv na celosvetové využitie minerálov, po ňom nasleduje potaš a fosfát. Produkcia dusíka sa od 60. rokov minulého storočia drasticky zvýšila. Fosfát a potaš od 60. rokov 20. storočia zdraželi, čo je viac ako index spotrebiteľských cien. [49] Potaš sa vyrába v Kanade, Rusku a Bielorusku a spolu tvorí viac ako polovicu svetovej produkcie. [49] Produkcia potaše v Kanade vzrástla v rokoch 2017 a 2018 o 18,6 %. [50] Konzervatívne odhady uvádzajú, že 30 až 50 % výnosov plodín sa pripisuje prírodným alebo syntetickým komerčným hnojivám. [36] [51] Spotreba hnojív prekonala množstvo poľnohospodárskej pôdy v USA [49] . Globálna trhová hodnota pravdepodobne do roku 2019 vzrastie na viac ako 185 miliárd USD. [52] Európsky trh s hnojivami porastie, aby zarobil príjmy vo výške cca. 15,3 miliardy eur v roku 2018. [53]

    Údaje o spotrebe hnojív na hektár ornej pôdy v roku 2012 zverejňuje Svetová banka. [54] Nižšie uvedený graf ukazuje spotrebu hnojív v krajinách Európskej únie (EÚ) v kilogramoch na hektár (libra na aker). Celková spotreba hnojív v EÚ je 15,9 milióna ton na 105 miliónov hektárov ornej pôdy [55] (alebo 107 miliónov hektárov ornej pôdy podľa iného odhadu [56] ). Toto číslo sa rovná 151 kg hnojív spotrebovaných v priemere na jednu ha ornej pôdy v krajinách EÚ.

    Používanie hnojív je prospešné pri poskytovaní živín rastlinám, hoci majú určité negatívne účinky na životné prostredie. Veľká rastúca spotreba hnojív môže mať vplyv na pôdu, povrchovú a podzemnú vodu v dôsledku rozptýlenia využívania minerálov. [49]

    Na každú tonu kyseliny fosforečnej vyrobenej spracovaním fosfátovej horniny vzniká päť ton odpadu. Tento odpad má formu nečistej, neužitočnej rádioaktívnej pevnej látky nazývanej fosfosádra. Odhady sa pohybujú od 100 000 000 do 280 000 000 ton fosfosádrového odpadu ročne na celom svete. [57]

    Úprava vody

    Fosforové a dusíkaté hnojivá, ak sa bežne používajú, majú veľký vplyv na životné prostredie. Je to spôsobené vysokými zrážkami, ktoré spôsobujú vyplavovanie hnojív do vodných tokov. [58] Odtok z poľnohospodárstva je hlavným prispievateľom k eutrofizácii sladkovodných útvarov. Napríklad v USA je asi polovica všetkých jazier eutrofných. Hlavným prispievateľom k eutrofizácii je fosfát, ktorý je za normálnych okolností limitujúcou živinou. Vysoké koncentrácie podporujú rast siníc a rias, ktorých zánik spotrebováva kyslík. [59] Kvitnutie cyanobaktérií („kvitnutie rias“) môže tiež produkovať škodlivé toxíny, ktoré sa môžu hromadiť v potravinovom reťazci a môžu byť škodlivé pre ľudí. [60] [61]

    Zlúčeniny bohaté na dusík nachádzajúce sa v odtoku hnojív sú hlavnou príčinou vážneho vyčerpania kyslíka v mnohých častiach oceánov, najmä v pobrežných zónach, jazerách a riekach. Výsledný nedostatok rozpusteného kyslíka výrazne znižuje schopnosť týchto oblastí udržať si oceánsku faunu. [62] Počet morských mŕtvych zón v blízkosti obývaných pobreží sa zvyšuje. [63] Od roku 2006 sa v severozápadnej Európe [64] a Spojených štátoch čoraz viac kontroluje používanie dusíkatých hnojív. [65] [66] V prípade eutrofizácie môcť zvrátiť, môže to trvať desaťročia [ potrebná citácia ] predtým, ako sa nahromadené dusičnany v podzemnej vode môžu rozložiť prirodzenými procesmi.

    Znečistenie dusičnanmi Edit

    Len zlomok dusíkatých hnojív sa premení na rastlinnú hmotu. Zvyšok sa hromadí v pôde alebo sa stratí ako odtok. [67] Vysoké aplikačné dávky hnojív obsahujúcich dusík v kombinácii s vysokou rozpustnosťou dusičnanov vo vode vedú k zvýšenému odtoku do povrchových vôd, ako aj k vylúhovaniu do podzemných vôd, čím spôsobujú znečistenie podzemných vôd. [68] [69] [70] Nadmerné používanie hnojív obsahujúcich dusík (či už syntetických alebo prírodných) je obzvlášť škodlivé, pretože veľa dusíka, ktorý rastliny neprijmú, sa premení na dusičnany, ktoré sa ľahko vylúhujú. [71]

    Hladiny dusičnanov nad 10 mg/l (10 ppm) v podzemnej vode môžu spôsobiť „syndróm modrého dieťaťa“ (získanú methemoglobinémiu). [72] Živiny, najmä dusičnany, v hnojivách môžu spôsobovať problémy pre prirodzené biotopy a pre ľudské zdravie, ak sú smývané z pôdy do vodných tokov alebo vyplavované cez pôdu do podzemných vôd. [ potrebná citácia ]

    Úprava pôdy

    Acidifikácia Edit

    Hnojivá s obsahom dusíka môžu po pridaní spôsobiť okyslenie pôdy. [73] [74] To môže viesť k zníženiu dostupnosti živín, čo môže byť kompenzované vápnením.

    Akumulácia toxických prvkov Edit

    Kadmium Edit

    Koncentrácia kadmia v hnojivách s obsahom fosforu sa značne líši a môže byť problematická. [75] Napríklad monoamónne fosforečnanové hnojivo môže mať obsah kadmia len 0,14 mg/kg alebo až 50,9 mg/kg. [76] Fosforečnan používaný pri ich výrobe môže obsahovať až 188 mg/kg kadmia [77] (príkladom sú ložiská na Nauru [78] a vianočných ostrovoch [79] ). Nepretržité používanie hnojív s vysokým obsahom kadmia môže kontaminovať pôdu (ako je znázornené na Novom Zélande) [80] a rastliny. [81] Európska komisia zvážila limity obsahu kadmia vo fosfátových hnojivách. [82] [83] [84] Výrobcovia hnojív s obsahom fosforu teraz vyberajú fosforečnan na základe obsahu kadmia. [59]

    Fluorid Edit

    Fosfátové horniny obsahujú vysoké hladiny fluoridu. V dôsledku toho rozšírené používanie fosfátových hnojív zvýšilo koncentrácie fluoridov v pôde. [81] Zistilo sa, že kontaminácia potravín hnojivami nie je veľmi znepokojujúca, keďže rastliny akumulujú málo fluoridu z pôdy, väčším problémom je možnosť fluoridovej toxicity pre hospodárske zvieratá, ktoré požierajú kontaminovanú pôdu. [85] [86] Možné obavy vyvolávajú aj účinky fluoridu na pôdne mikroorganizmy. [85] [86] [87]

    Rádioaktívne prvky Edit

    Rádioaktívny obsah hnojív sa značne líši a závisí od ich koncentrácie v materskom minerále a od procesu výroby hnojív. [81] [88] Koncentrácie uránu-238 sa môžu pohybovať od 7 do 100 pCi/g vo fosfátovej hornine [89] a od 1 do 67 pCi/g vo fosfátových hnojivách. [90] [91] [92] Ak sa používajú vysoké ročné dávky fosforečných hnojív, môže to viesť ku koncentráciám uránu-238 v pôde a drenážnych vodách, ktoré sú niekoľkonásobne vyššie, ako sú bežne prítomné. [91] [93] Vplyv týchto nárastov na riziko pre ľudské zdravie z kontaminácie potravín radinuklidmi je však veľmi malý (menej ako 0,05 mSv/rok). [91] [94] [95]

    Ostatné kovy Edit

    Odpady z oceliarskeho priemyslu, recyklované na hnojivá pre vysoký obsah zinku (nevyhnutného pre rast rastlín), môžu obsahovať nasledujúce toxické kovy: olovo [96] arzén, kadmium, [96] chróm a nikel. Najbežnejšie toxické prvky v tomto type hnojiva sú ortuť, olovo a arzén. [97] [98] [99] Tieto potenciálne škodlivé nečistoty je možné odstrániť, čo však výrazne zvyšuje náklady. Vysoko čisté hnojivá sú široko dostupné a možno najznámejšie ako vo vode rozpustné hnojivá obsahujúce modré farbivá používané v domácnostiach, ako napríklad Miracle-Gro. Tieto vo vode vysoko rozpustné hnojivá sa používajú v pestovateľských škôlkach a sú dostupné vo väčších baleniach za výrazne nižšie náklady ako v maloobchodných množstvách. Niektoré lacné maloobchodné granulované záhradné hnojivá sa vyrábajú z vysoko čistých prísad.

    Stopové vyčerpanie minerálov Edit

    Pozornosť bola venovaná klesajúcim koncentráciám prvkov ako železo, zinok, meď a horčík v mnohých potravinách za posledných 50 – 60 rokov. [100] [101] Intenzívne poľnohospodárske postupy, vrátane používania syntetických hnojív, sú často navrhované ako dôvody tohto poklesu a organické poľnohospodárstvo sa často navrhuje ako riešenie. [101] Hoci je známe, že zlepšené výnosy plodín v dôsledku hnojív NPK riedia koncentrácie iných živín v rastlinách, [100] [102] veľkú časť nameraného poklesu možno pripísať používaniu odrôd plodín s progresívnym vyšším výnosom, ktoré produkujú potraviny. s nižšími koncentráciami minerálov ako ich menej produktívni predkovia. [100] [103] [104] Je preto nepravdepodobné, že by ekologické poľnohospodárstvo alebo obmedzené používanie hnojív vyriešili problém, o ktorom sa predpokladá, že potraviny s vysokou hustotou živín sa dajú dosiahnuť použitím starších odrôd s nižším výnosom alebo vývojom nových vysoko -výnosové, na živiny bohaté odrody. [100] [105]

    Hnojivá v skutočnosti s väčšou pravdepodobnosťou vyriešia problémy s nedostatkom stopových minerálov, ako ich spôsobia: V západnej Austrálii bol v 40. a 50. rokoch minulého storočia identifikovaný nedostatok zinku, medi, mangánu, železa a molybdénu, ktorý obmedzoval rast veľkohektárových plodín a pastvín. . [106] Pôdy v Západnej Austrálii sú veľmi staré, veľmi zvetrané a majú nedostatok mnohých hlavných živín a stopových prvkov. [106] Odvtedy sa tieto stopové prvky bežne pridávajú do hnojív používaných v poľnohospodárstve v tomto stave. [106] Mnoho ďalších pôd po celom svete má nedostatok zinku, čo vedie k nedostatku u rastlín aj ľudí, a na vyriešenie tohto problému sa široko používajú zinkové hnojivá. [107]

    Zmeny v biológii pôdy Edit

    Vysoké hladiny hnojív môžu spôsobiť rozpad symbiotických vzťahov medzi koreňmi rastlín a mykoríznymi hubami. [108]

    Spotreba energie a udržateľnosť Edit

    V USA sa v roku 2004 pri priemyselnej výrobe čpavku spotrebovalo 317 miliárd kubických stôp zemného plynu, čo je menej ako 1,5 % celkovej ročnej spotreby zemného plynu v USA.[109] V správe z roku 2002 sa uvádza, že výroba čpavku spotrebuje asi 5 % celosvetovej spotreby zemného plynu, čo je o niečo menej ako 2 % svetovej produkcie energie. [110]

    Amoniak sa vyrába zo zemného plynu a vzduchu. [111] Náklady na zemný plyn tvoria približne 90 % nákladov na výrobu čpavku. [112] Nárast cien zemných plynov za posledné desaťročie spolu s ďalšími faktormi, ako je rastúci dopyt, prispeli k zvýšeniu cien hnojív. [113]

    Príspevok ku klimatickým zmenám Edit

    Pri výrobe dusíkatých hnojív vznikajú skleníkové plyny oxid uhličitý, metán a oxid dusný. Účinky môžu byť kombinované do ekvivalentného množstva oxidu uhličitého. Množstvo sa líši v závislosti od účinnosti procesu. Číslo pre Spojené kráľovstvo je viac ako 2 kilogramy ekvivalentu oxidu uhličitého na každý kilogram dusičnanu amónneho. [114] [ potrebuje aktualizáciu ] Dusíkaté hnojivo môžu pôdne baktérie premeniť na oxid dusný, skleníkový plyn. [115] Ľudské emisie oxidu dusného, ​​z ktorých väčšina pochádza z hnojív, sa v rokoch 2007 až 2016 odhadujú na 7 miliónov ton ročne, [116] čo je nezlučiteľné s obmedzením globálneho otepľovania pod 2 °C. [117]

    Atmosféra Edit

    Vďaka rastúcemu používaniu dusíkatých hnojív, ktoré sa v roku 2012 spotrebovali rýchlosťou asi 110 miliónov ton (N) ročne, [118] [119] sa pridáva k už existujúcemu množstvu reaktívneho dusíka oxid dusný (N2O) sa stal po oxide uhličitom a metáne tretím najdôležitejším skleníkovým plynom. Má potenciál globálneho otepľovania 296-krát väčší ako rovnaké množstvo oxidu uhličitého a tiež prispieva k poškodzovaniu stratosférického ozónu. [120] Zmenou procesov a postupov je možné zmierniť niektoré, ale nie všetky tieto vplyvy na antropogénnu zmenu klímy. [121]

    Emisie metánu z polí s plodinami (najmä ryžových polí) sa zvyšujú aplikáciou hnojív na báze amoniaku. Tieto emisie prispievajú ku globálnej zmene klímy, keďže metán je silný skleníkový plyn. [122] [123]

    Úprava predpisu

    V Európe problémy s vysokou koncentráciou dusičnanov v odtoku rieši smernica Európskej únie o dusičnanoch. [124] V Británii sú farmári podporovaní, aby spravovali svoju pôdu udržateľnejším spôsobom v rámci „poľnohospodárstvo citlivom na povodie“. [125] V USA sú vysoké koncentrácie dusičnanov a fosforu v odtokových a drenážnych vodách klasifikované ako znečisťujúce látky z bodových zdrojov kvôli ich difúznemu pôvodu, toto znečistenie je regulované na štátnej úrovni. [126] Oregon a Washington, obidva v Spojených štátoch, majú programy na registráciu hnojív s online databázami so zoznamom chemických analýz hnojív. [127] [128]

    V Číne boli zavedené predpisy na kontrolu používania dusíkatých hnojív v poľnohospodárstve. V roku 2008 začali čínske vlády čiastočne sťahovať dotácie na hnojivá, vrátane dotácií na prepravu hnojív a na používanie elektriny a zemného plynu v priemysle. V dôsledku toho cena hnojív vzrástla a veľké farmy začali používať menej hnojív. Ak veľké farmy budú naďalej znižovať používanie dotácií na hnojivá, nemajú inú možnosť, ako optimalizovať hnojivo, ktoré majú, čím by sa zvýšila úroda obilia aj zisk. [129]

    Dva typy postupov poľnohospodárskeho manažmentu zahŕňajú organické poľnohospodárstvo a konvenčné poľnohospodárstvo. Prvý z nich podporuje úrodnosť pôdy využívaním miestnych zdrojov na maximalizáciu efektívnosti. Ekologické poľnohospodárstvo sa vyhýba syntetickým agrochemikáliám. Konvenčné poľnohospodárstvo využíva všetky komponenty, ktoré ekologické poľnohospodárstvo nevyužíva. [130]


    Abstraktné

    Dostupnosť dusíka (N) a fosforu (P) silne ovplyvňuje kolobeh a ukladanie uhlíka (C) v suchozemských ekosystémoch. Pridávanie živín môže zvýšiť vstupy C do pôdy prostredníctvom zvýšenej nadzemnej a podzemnej produktivity rastlín, ale zároveň môže urýchliť rozklad organickej hmoty v pôde. Mechanizmy, ktoré sú základom týchto účinkov na dynamiku pôdneho organického C (SOC), zostávajú nejasné, najmä vo vysokohorských ekosystémoch s obmedzeným množstvom živín, ktoré boli v posledných desaťročiach vystavené zvýšenej dostupnosti N a P. Cieľom tejto štúdie bolo objasniť mechanizmy, ktoré sú základom rozkladu a stabilizácie SOC v pôde alpských pastvín po štyroch rokoch pridávania N a P. Analyzovala sa distribúcia veľkosti pôdnych agregátov, štruktúra mikrobiálneho spoločenstva (lipidové biomarkery), účinnosť využitia mikrobiálneho C (CUE) a zloženie mikrobiálnej nekromasy (biomarkery aminosacharidov). Prídavok živín zvýšil dominanciu rýchlo rastúcich baktérií (kopiotrofov), zatiaľ čo samotný prídavok P zintenzívnil konkurenčné interakcie medzi arbuskulárnymi mykoríznymi a saprotrofnými hubami. Tieto zmeny viedli k zníženiu mikrobiálneho CUE glukózy o 1, 6–3, 5 % a vanilínu o 8, 5 %, čím sa znížil obsah SOC v povrchovej vrstve pôdy. Celková mikrobiálna nekromasa zostala neovplyvnená prídavkom živín, ale príspevok hubovej nekromasy k SOC sa zvýšil. Zvýšené množstvo arbuskulárnych mykoríznych húb a hubovej nekromasy pri zvýšenej dostupnosti N zvýšilo hmotnostný podiel pôdnych makroagregátov (>250 μm) o 16,5–20,3 %. Preto sa huby vo veľkej miere podieľali na makroagregácii po pridaní N, a tak zmierňovali straty SOC prostredníctvom zvýšenej fyzickej ochrany. Celkovo boli komplexné interakcie medzi mikrobiálnou fyziológiou (CUE), zložením nekromasy (aminocukry) a fyzickou ochranou (makroagregácia) pri sprostredkovaní dynamiky SOC v reakcii na obohatenie živinami oddelené, aby sa lepšie predpovedala schopnosť alpských trávnatých pôd pôsobiť ako zachytávač uhlíka. alebo zdroj pod globálnymi zmenami.


    Villi v tenkom čreve

    Na vstrebávanie živín a úplné rozloženie potravy.

    Vysvetlenie:

    Klky v tenkom čreve absorbujú živiny a dokončujú rozklad potravy. Medzi faktory jeho štruktúry, ktoré mu pomáhajú fungovať, patria

    • Veľká plocha (poskytuje väčšiu plochu na výmenu)
    • Tenká stena (zmenšuje vzdialenosť, ktorú materiály potrebujú na presun)
    • Vlhký (napomáha transportu materiálov cez povrch výmeny)

    Proces, ktorým sa živiny presúvajú do klkov, je difúzia.

    Zdroj, TommyIX, 2013

    Na obrázku vyššie je schéma toho, čo je vo vnútri vilu. Vysvetľuje, aký druh živín je absorbovaný krvnou kapilárou, čo je glukóza, aminokyseliny (a môžu to byť aj nukleotidy) a lakteál, ktorým sú mastné kyseliny a glycerol.

    Odpoveď:

    Cítia prítomnosť potravy, dokončujú proces trávenia a vstrebávajú natrávenú potravu. Sťahujú sa, aby vytlačili nestrávenú potravu do hrubého čreva.

    Vysvetlenie:


    Uhlíkový cyklus

    Celý život je založený na uhlíku, ktorý je obsiahnutý v bielkovinách, sacharidy skutočne všetky organické molekuly obsahujú uhlík. Je to teda najdôležitejšia živina v ekosystéme. Cyklus uhlíka zahŕňa niekoľko fáz uhlíkového bytia pevné (začlenené ako súčasť) rastlinami z atmosféry. Tento uhlík sa prenáša k spotrebiteľom jedením alebo sa stáva fosílnym palivom fosilizácia.

    Nižšie je uvedený príklad uhlíkového cyklu. Tieto cykly môžu byť reprezentované mnohými spôsobmi a toto je len jeden príklad.


    Hoci sa veľa hovorí o stúpajúcom množstve oxidu uhličitého v atmosfére, iba 0,04 % vzduchu tvorí CO2, pričom väčšina je v oceáne vo forme hydrogenuhličitanu (HCO3-), a tu prebieha väčšina fotosyntézy. To neznamená, že stúpajúci oxid uhličitý v atmosfére nie je veľmi dôležitým globálnym problémom, len že zahŕňa len malú časť našej atmosféry.

    Existujú dva kroky, ktoré sú spomenuté viac ako raz, a to:


    4.2.2.1 Ľudský tráviaci systém (čoskoro)

    Všeobecný prierez čreva vyššie je v podstate rovnaký od pažeráka po koniec hrubého čreva. Skladanie sliznice sa však líši od regiónu k regiónu (napr. menej v pažeráku, oveľa viac v ileu) a žľazy sa líšia (napr. slinné žľazy v ústach, pečeň a pankreas sú spojené cez vývody s dvanástnikom).

    Tkanivové vrstvy steny čreva

    Submukóza obsahuje nervy, krvné a lymfatické cievy, kolagénové a elastické vlákna.

    Nervy regulujú:

    • Črevné pohyby prostredníctvom svalových kontrakcií, aby si jedlo pritlačili alebo zmiešali jedlo so sekrétmi v určitej oblasti.
    • Tráviace sekréty do lúmenu čreva.

    Dve vrstvy svalov vytvárajú vlny kontrakcie črevnej steny známe ako peristaltika. Počas peristaltiky sa kruhový sval sťahuje za potravou a pozdĺžny sval pred potravou. Stiahnuté črevo vzadu a skrátené črevo vpredu núti potravu ďalej.

    Ústa a sliny

    Ešte predtým, ako jedlo vstúpi do úst, zrak, vôňa a myšlienka na jedlo stimulujú a podmienený reflex čo vedie k uvoľňovaniu slín do úst.

    Keď sa jedlo dostane do úst, stimulácia chuťových pohárikov má za následok an bezpodmienečný reflex pričom impulzy sú prenášané do mozgu cez senzorické neuróny a potom cez motorické neuróny do slinných žliaz. Opäť uvoľnenie slín.

    Každý deň sa uvoľní 1 - 1,5 litra slín.

    The sliny obsahuje hlien, ktorý maže jedlo, minerálne soli na aktiváciu enzýmov, lyzozým ktorý zabíja baktérie vstupujúce s jedlom a amylázy, enzým, ktorý štiepi škrob na kratšie polysacharidy a potom na maltózu.

    Žutím sa jedlo mechanicky rozbije, takže vznikne väčšia plocha, na ktorej môže pôsobiť amyláza. Zmes jedla a slín sa vtlačí do gule nazývanej a bolus a prehltol.

    Pažerák

    The pažeráka je svalová trubica so skvamóznou epitelovou výstelkou a hlienovými žľazami na mazanie priechodu do žalúdka.

    Peristaltika posúva potravu nadol a keď potrava dosiahne spodnú časť trubice, kruhový sval tvoriaci zvierač (svalový krúžok kontrolujúci prechod potravy medzi po sebe idúcimi časťami čreva) sa uvoľní a otvorí.

    Bez prítomnosti potravy zostáva zvierač uzavretý, takže žiadna kyselina nemôže vniknúť do pažeráka a popáliť ho.

    Žalúdok

    Akonáhle potrava vstúpi do žalúdka, svalová stena sa stiahne a uvoľní, aby jedlo rozprúdila a premiešala. Aby to bolo skutočne efektívne, má výstelka žalúdka ďalšiu vrstvu šikmého (diagonálneho) svalu na strane lúmenu kruhového svalu.

    Sliznica obsahuje vylučujúci hlien pohárikové bunky v stĺpcovej vrstve epitelu. Tento hlien vytvára bariéru a zabraňuje autodigescii (tráveniu vlastného tkaniva organizmov jeho vlastnými enzýmami).

    V stene žalúdka sú jamy (žalúdočné žľazy) vytvorené vráskami epitelu. Niektoré bunky vystielajúce jamky sú tzv hlavné bunky. Tie uvoľňujú neaktívny enzým tzv pepsinogén.

    Ďalšie bunky tzv parietálnych buniek (alebo oxyntických buniek) uvoľnenie HCl (kyselina chlorovodíková).

    Kyselina má niekoľko priaznivých účinkov:

    1. To vytvára správne pH aby enzýmy fungovali efektívne.
    2. Zabíja baktérie, ktoré unikli lyzozýmu v ústach.
    3. Odstraňuje časť proteínu pepsinogénu, takže sa stáva aktívnym pepsín.

    Je dôležité mať enzým pepsín, pretože začína trávenie bielkovín na kratšie polypeptidy.

    Pepsinogén a kyselina sa spolu nazývajú tráviace šťavy. Uvoľňujú sa, pretože prítomnosť jedla v ústach, vôňa jedla atď. spúšťa impulzy do mozgu, ktorý potom vysiela impulzy do žalúdočných žliaz v žalúdku, aby tieto látky uvoľnili.

    Fyzické napínanie žalúdka, keď je v ňom jedlo, stimuluje samotné žľazy, aby vylučovali hormón gastrín. Hormón sa uvoľňuje do krvi a jeho cieľovými bunkami sú bunky žalúdočných žliaz, takže aj toto spôsobuje uvoľňovanie žalúdočnej šťavy.

    Gastrín tiež stimuluje pylorický zvierač (medzi žalúdkom a prvou časťou tenkého čreva), aby sa uvoľnil. Kyslé, šľahané, čiastočne strávené jedlo známe ako chyme sa pomaly uvoľňuje do dvanástnika.

    Dvanástnik

    Väčšina chemického trávenia enzýmami prebieha v dvanástnik.

    Sliznica je zvrásnená a milióny mikroskopických výbežkov vytvorených týmto zložením vnútorného povrchu steny sa nazývajú klky. Medzi klkami sú črevné žľazy (alebo krypty Leiberkuhn), ktoré vylučujú črevnú šťavu.

    Vlastníctvo klkov a záhybov v bunkových povrchových membránach epitelových buniek lemujúcich klky (mikrovilly) masívne zväčšuje plochu povrchu.

    Epitelové bunky produkujú rôzne enzýmy, ktoré sa neuvoľňujú do lúmenu, ale sú viazané na bunkový povrch mikroklkov (tiež nazývané kefové lemy kvôli svojmu vzhľadu).

    Ďalšie enzýmy, ktoré sa nachádzajú voľne v lúmene dvanástnika, sú produkované a uvoľňované pankreasom. Okrem týchto enzýmov sa do dvanástnika vylučuje aj roztok hydrogénuhličitanu sodného, ​​aby sa zabezpečilo optimálne pH pre enzýmy nachádzajúce sa v tejto oblasti čreva.

    Pečeň tiež vylučuje látku nazývanú žlč do dvanástnika. (Žlč môže byť uložená v žlčníku pred uvoľnením). Žlč sa skladá zo žlčových solí, ktoré emulgujú tuky. Veľké guľôčky tuku sú mechanicky rozptýlené do mnohých menších guľôčok. Tým sa zväčšuje povrch, na ktorý môžu pôsobiť lipázy.

    Uvoľňovanie týchto látok, ako v žalúdku, je kontrolované:


    4.2 Epiteliálne tkanivo

    Epitelové tkanivo sa primárne javí ako veľké vrstvy buniek pokrývajúce všetky povrchy tela vystavené vonkajšiemu prostrediu a vystielajúce vnútorné telesné dutiny. Okrem toho je epitelové tkanivo zodpovedné za tvorbu väčšiny žľazového tkaniva nachádzajúceho sa v ľudskom tele.

    Epitelové tkanivo pochádza zo všetkých troch hlavných embryonálnych vrstiev. Epitelové tkanivo tvoriace kožné membrány sa vyvíja z ektodermu. Epitelové tkanivo tvoriace väčšinu slizníc pochádza z endodermu. Epitelové tkanivo, ktoré lemuje cievy a otvorené priestory v tele, pochádza z mezodermu. Za zmienku stojí najmä epitelové tkanivo, ktoré vystiela cievy v lymfatickom a kardiovaskulárnom systéme, sa nazýva endotel, zatiaľ čo epitelové tkanivo, ktoré tvorí serózne membrány lemujúce skutočné dutiny, sa nazýva mezotel.

    Bez ohľadu na jeho umiestnenie a funkciu, všetky epiteliálne tkanivá zdieľajú dôležité štrukturálne znaky. Po prvé, epitelové tkanivo je vysoko bunkové, s malým alebo žiadnym extracelulárnym materiálom prítomným medzi bunkami. Po druhé, susedné bunky tvoria špecializované medzibunkové spojenia tzv bunkové spojenia. Po tretie, epitelové bunky vykazujú polaritu s rozdielmi v štruktúre a funkcii medzi exponovanými, resp apikálny, smerom k povrchu bunky a bazálny povrch najbližšie k podkladovému tkanivu. Po štvrté, epiteliálne tkanivá sú avaskulárne živiny, ktoré musia vstúpiť do tkaniva difúziou alebo absorpciou z podložných tkanív alebo povrchu. Nakoniec, epitelové tkanivo je schopné rýchlo nahradiť poškodené a odumreté bunky, čo je nevyhnutné vzhľadom na drsné prostredie, s ktorým sa toto tkanivo stretáva.

    Funkcia epiteliálneho tkaniva:

    Epitelové tkanivá poskytujú telu prvú líniu ochrany pred fyzikálnym, chemickým a biologickým poškodením. Bunky epitelu fungujú ako strážcovia tela, riadia priepustnosť tým, že umožňujú selektívny prenos materiálov cez jeho povrch. Všetky látky, ktoré vstupujú do tela, musia prechádzať cez epitel.

    Mnohé epiteliálne bunky sú schopné vylučovať hlienové a iné špecifické chemické zlúčeniny na svoje apikálne povrchy. Napríklad epitel tenkého čreva uvoľňuje tráviace enzýmy a bunky lemujúce dýchací trakt vylučujú hlien, ktorý zachytáva prichádzajúce mikroorganizmy a častice.

    Epiteliálna bunka

    Epitelové bunky sú typicky charakterizované nerovnomernou distribúciou organel a membránovo viazaných proteínov medzi ich apikálnym a bazálnym povrchom. Štruktúry nachádzajúce sa na niektorých epiteliálnych bunkách sú prispôsobením špecifickým funkciám. Napríklad riasinky sú rozšírenia apikálnej bunkovej membrány, ktoré sú podporované mikrotubulami. Tieto predĺženia bijú súčasne, čo umožňuje pohyb tekutín a častíc pozdĺž povrchu. Takýto riasinkový epitel vystiela mozgové komory, kde pomáha cirkulovať cerebrospinálny mok a vystiela dýchací systém, kde pomáha zametať čiastočky prachu a patogénov hore a von z dýchacieho traktu.

    Epitelové bunky v tesnom kontakte s podkladovými spojivovými tkanivami vylučujú zo svojho bazálneho povrchu glykoproteíny a kolagén, ktorý tvorí bazálna lamina. Bazálna lamina interaguje s retikulárnou laminou vylučovanou podkladovým spojivovým tkanivom a vytvára bazálnej membrány čo pomáha ukotviť vrstvy dohromady.

    Obrázok 4.2.1 – Typy bunkových spojení: Tri základné typy medzibunkových spojení sú tesné spojenia, medzerové spojenia a kotviace spojenia.

    Bunky epitelu sú úzko spojené s obmedzeným prítomným extracelulárnym materiálom. Môžu existovať tri základné typy spojení: tesné spojenia, kotviace spojenia a medzerové spojenia (obrázok 4.2.1).

    Typy bunkových spojení

    Epitelové bunky sú držané tesne pri sebe bunkovými spojmi. Tri základné typy medzibunkových spojení sú tesné spojenia, medzerové spojenia a kotviace spojenia.

    A Tesné spojenie obmedzuje pohyb tekutín medzi susednými bunkami v dôsledku prítomnosti integrálnych proteínov, ktoré sa spájajú a vytvárajú pevné tesnenie. V epiteli močového mechúra sú pozorované tesné spojenia, ktoré bránia úniku tekutín tvoriacich moč.

    An kotviaca križovatka poskytuje silné a zároveň flexibilné spojenie medzi epitelovými bunkami. Existujú tri typy kotviacich spojení: desmozómy, hemidesmozómy a adherenty. Desmozómy držia susedné bunky pohromade prostredníctvom kadherínových molekúl, ktoré sú zapustené v proteínových platniach v bunkových membránach a spájajú sa medzi susednými bunkami. Hemidesmozómy, ktoré vyzerajú ako polovica desmozómu, spájajú bunky so zložkami v extracelulárnej matrici, ako je bazálna lamina. Aj keď majú podobný vzhľad ako desmozómy, hemidesmozómy používajú skôr adhézne proteíny nazývané integríny ako kadheríny. Adherens použite buď kadheríny alebo integríny v závislosti od toho, či sa spájajú s inými bunkami alebo matricou. Tieto spojenia sú charakterizované prítomnosťou kontraktilného proteínu aktínu umiestneného na cytoplazmatickom povrchu bunkovej membrány. Tieto spojenia ovplyvňujú tvar a skladanie epitelového tkaniva.

    Na rozdiel od tesných a kotviacich spojov, a medzerový spoj vytvára medzibunkový priechod medzi membránami susedných buniek na uľahčenie pohybu malých molekúl a iónov medzi bunkami. Tieto spojenia teda umožňujú elektrické a metabolické spojenie susedných buniek.

    Klasifikácia epiteliálnych tkanív

    Epitelové tkanivá sa klasifikujú podľa tvaru buniek tvoriacich tkanivo a podľa počtu bunkových vrstiev prítomných v tkanive. (Obrázok 4.2.2) Tvary buniek sú klasifikované buď ako skvamózne (sploštené a tenké), kvádrové (krabicové, tak široký, ako je vysoký), alebo stĺpovitý (obdĺžnikový, vyšší ako široký). Podobne môžu byť bunky v tkanive usporiadané do jednej vrstvy, ktorá sa nazýva jednoduchý epitel, alebo do viac ako jednej vrstvy, ktorá sa nazýva vrstvený epitel. Pseudostratifikované (pseudo- = „falošné“) opisuje epitelové tkanivo s jednou vrstvou nepravidelne tvarovaných buniek, ktoré vytvárajú vzhľad viac ako jednej vrstvy. Prechodný opisuje formu špecializovaného vrstveného epitelu, v ktorom sa tvar buniek a počet prítomných vrstiev môže meniť v závislosti od stupňa natiahnutia v tkanive.

    Obrázok 4.2.2 – Bunky epitelového tkaniva: Jednoduché epiteliálne tkanivo je organizované ako jedna vrstva buniek a vrstvené epitelové tkanivo je tvorené niekoľkými vrstvami buniek.

    Epitelové tkanivo sa klasifikuje na základe tvaru prítomných buniek a počtu prítomných bunkových vrstiev. Obrázok 4.2.2 sumarizuje rôzne kategórie buniek tkaniva epitelu.

    Externá webová stránka

    Súhrn buniek epitelového tkaniva

    Pozrite si toto video a zistite viac o anatómii epitelových tkanív. Kde v tele by sme našli nekeratinizujúci vrstvený dlaždicový epitel?

    Jednoduchý epitel

    Bunky v a jednoduchý skvamózny epitel majú vzhľad tenkých šupín. Jadrá dlaždicových buniek majú tendenciu sa javiť ako ploché, horizontálne a eliptické, čo odzrkadľuje tvar bunky. Jednoduchý skvamózny epitel je kvôli tenkosti buniek prítomný tam, kde je potrebný rýchly prechod chemických zlúčenín, ako je výstelka kapilár a malé vzduchové vaky pľúc. Tento typ epitelu sa nachádza aj pri zložení mezotelu, ktorý vylučuje seróznu tekutinu na mazanie vnútorných telesných dutín.

    In jednoduchý kuboidný epiteljadro škatuľovitých buniek sa javí okrúhle a vo všeobecnosti sa nachádza blízko stredu bunky. Tieto epitely sa podieľajú na sekrécii a absorpcii molekúl vyžadujúcich aktívny transport. Jednoduchý kvádrový epitel sa pozoruje vo výstelke obličkových tubulov a v kanáloch žliaz.

    In jednoduchý stĺpcový epitel, jadro vysokých stĺpcových buniek má tendenciu byť predĺžené a umiestnené na bazálnom konci buniek. Podobne ako kvádrový epitel je tento epitel aktívny pri absorpcii a sekrécii molekúl pomocou aktívneho transportu. Jednoduchý stĺpcový epitel tvorí väčšinu tráviaceho traktu a niektoré časti ženského reprodukčného traktu. Ciliárny stĺpcový epitel sa skladá z jednoduchých stĺpcových epitelových buniek s riasinkami na ich apikálnych povrchoch. Tieto epitelové bunky sa nachádzajú vo výstelke vajcovodov, kde napomáhajú prechodu vajíčka, a častiach dýchacieho systému, kde tlkot mihalníc pomáha odstraňovať častice.

    Pseudostratifikovaný stĺpcový epitel je typ epitelu, ktorý sa zdá byť stratifikovaný, ale namiesto toho pozostáva z jednej vrstvy nepravidelne tvarovaných a rôzne veľkých stĺpcových buniek. V pseudostratifikovanom epiteli sa jadrá susedných buniek objavujú na rôznych úrovniach a nie sú zoskupené na bazálnom konci. Usporiadanie dáva vzhľad stratifikácie, ale v skutočnosti sú všetky bunky v kontakte s bazálnou laminou, hoci niektoré nedosahujú apikálny povrch. Pseudostratifikovaný stĺpcový epitel sa nachádza v dýchacom trakte, kde niektoré z týchto buniek majú riasinky.

    Jednoduchý aj pseudostratifikovaný stĺpcový epitel sú heterogénne epitely, pretože zahŕňajú ďalšie typy buniek rozptýlené medzi epitelovými bunkami. Napríklad a pohárová bunka je sliznica vylučujúca jednobunková žľaza, ktorá je rozptýlená medzi cylindrickými epiteliálnymi bunkami sliznice (obrázok 4.2.3).

    Obrázok – 4.2.3 Poháriková bunka: (a) Vo výstelke tenkého čreva sú bunky stĺpcového epitelu rozptýlené pohárikovitými bunkami. (b) Šípky na tejto mikrografii ukazujú na pohárikové bunky vylučujúce sliznicu (LM × 1600). (Mikrograf poskytla Regents of University of Michigan Medical School © 2012)

    Externá webová stránka

    Stratifikovaný epitel

    Vrstvený epitel pozostáva z viacerých naskladaných vrstiev buniek. Tento epitel chráni pred fyzickým a chemickým poškodením. Vrstvený epitel je pomenovaný podľa tvaru najapikálnejšej vrstvy buniek, ktorá je najbližšie k voľnému priestoru.

    Stratifikovaný skvamózny epitel je najbežnejším typom vrstveného epitelu v ľudskom tele. Apikálne bunky vyzerajú skvamózne, zatiaľ čo bazálna vrstva obsahuje buď stĺpcovité alebo kvádrové bunky. Vrchná vrstva môže byť pokrytá mŕtvymi bunkami obsahujúcimi keratín. Koža je príkladom keratinizovaného, ​​vrstveného skvamózneho epitelu. Alternatívne je výstelka ústnej dutiny príkladom nekeratinizovaného vrstveného skvamózneho epitelu. Stratifikovaný kvádrový epitel a stratifikovaný stĺpcový epitel možno nájsť aj v určitých žľazách a kanáloch, ale v ľudskom tele sú pomerne zriedkavé.

    Ďalším druhom vrstveného epitelu je prechodný epitel, tzv. kvôli postupným zmenám tvarov a vrstvenia buniek, keď sa epitel vystielajúci rozširujúci sa dutý orgán naťahuje. Prechodný epitel sa nachádza iba v močovom systéme, konkrétne v močovode a močovom mechúre. Keď je močový mechúr prázdny, tento epitel je stočený a má kvádrovité apikálne bunky s konvexnými povrchmi v tvare dáždnika. Keď sa močový mechúr naplní močom, tento epitel stratí svoju konvolúciu a apikálne bunky prechádzajú z kvádrového na skvamózny. Zdá sa, že je hrubší a viacvrstvový, keď je močový mechúr prázdny, a viac natiahnutý a menej vrstvený, keď je močový mechúr plný a roztiahnutý.

    Žľazový epitel

    Žľaza je štruktúra tvorená jednou alebo viacerými bunkami modifikovanými tak, aby syntetizovali a vylučovali chemické látky. Väčšina žliaz pozostáva zo skupín epiteliálnych buniek. Žľazu možno klasifikovať ako endokrinná žľazažľaza bez kanálika, ktorá uvoľňuje sekréty priamo do okolitých tkanív a tekutín (endo- = „vnútri“) alebo exokrinná žľaza ktorých sekréty odchádzajú cez vývod, ktorý sa otvára do vonkajšieho prostredia (exo- = „vonku“).

    Endokrinné žľazy

    Výlučky endokrinných žliaz sa nazývajú hormóny. Hormóny sa uvoľňujú do intersticiálnej tekutiny, difundujú do krvného obehu a dodávajú sa do buniek, ktoré majú receptory na viazanie hormónov. Endokrinný systém je hlavný komunikačný systém koordinujúci reguláciu a integráciu reakcií tela. O týchto žľazách sa bude diskutovať oveľa podrobnejšie v ďalšej kapitole.

    Exokrinné žľazy

    Exokrinné žľazy uvoľňujú svoj obsah cez kanál alebo systém kanálov, ktorý nakoniec vedie do vonkajšieho prostredia. Hlien, pot, sliny a materské mlieko sú príkladmi sekrétov uvoľňovaných exokrinnými žľazami.

    Štruktúra žľazy

    Exokrinné žľazy sú klasifikované ako jednobunkové alebo mnohobunkové. Jednobunkové žľazy sú jednotlivé bunky, ktoré sú rozptýlené po celej epiteliálnej výstelke. Pohárikové bunky sú príkladom jednobunkového typu žliaz, ktoré sa vo veľkej miere nachádzajú v slizniciach tenkého a hrubého čreva.

    Mnohobunkové exokrinné žľazy sa skladajú z dvoch alebo viacerých buniek, ktoré buď vylučujú svoj obsah priamo do vnútornej dutiny tela (napr. serózne žľazy), alebo uvoľňujú svoj obsah do vývodu. Ak existuje jediný kanál, ktorý prenáša obsah do vonkajšieho prostredia, potom sa žľaza označuje ako jednoduchá žľaza. Mnohobunkové žľazy, ktoré majú kanáliky rozdelené do jednej alebo viacerých vetiev, sa nazývajú zložené žľazy (obrázok 4.2.4). Okrem počtu prítomných kanálikov sa mnohobunkové žľazy klasifikujú aj na základe tvaru sekrečnej časti žľazy. Tubulárne žľazy majú predĺžené sekrečné oblasti (podobné tvaru skúmavky), zatiaľ čo alveolárne (acinárne) žľazy majú sekrečnú oblasť, ktorá má guľovitý tvar. Kombinácie dvoch sekrečných oblastí sú známe ako tubuloalveolárne (tubuloacinárne) žľazy.

    Obrázok 4.2.4 – Typy exokrinných žliaz: Exokrinné žľazy sú klasifikované podľa ich štruktúry.

    Exokrinné žľazy sú klasifikované podľa usporiadania kanálikov vyprázdňujúcich žľazu a tvaru sekrečnej oblasti.

    Spôsoby a typy sekrécie
    Okrem žľazovej štruktúry možno exokrinné žľazy klasifikovať podľa spôsobu sekrécie a povahy uvoľňovaných látok (obrázok 4.2.5). Merokrinná sekrécia je najbežnejším typom exokrinnej sekrécie. Sekréty sú uzavreté vo vezikulách, ktoré sa presúvajú na apikálny povrch bunky, kde sa obsah uvoľňuje exocytózou. Napríklad sliny obsahujúce glykoproteín mucín sú merokrínovým sekrétom. Žľazy, ktoré produkujú a vylučujú pot, sú ďalším príkladom merokrínovej sekrécie.

    Obrázok 4.2.5 – Režimy sekrécie žľazy: (a) Pri merokrínovej sekrécii zostáva bunka neporušená. (b) Pri apokrinnej sekrécii sa uvoľňuje aj apikálna časť bunky. (c) Pri holokrinnej sekrécii je bunka zničená, pretože uvoľňuje svoj produkt a samotná bunka sa stáva súčasťou sekrétu.

    Apokrinná sekrécia nastáva, keď sa sekréty hromadia v blízkosti apikálnej časti sekrečnej bunky. Táto časť bunky a jej sekrečný obsah sa oddelia od bunky a uvoľnia sa. Potné žľazy podpazušia sú klasifikované ako apokrinné žľazy. Rovnako ako merokrinné žľazy, apokrinné žľazy pokračujú v produkcii a vylučovaní svojho obsahu s malým poškodením spôsobeným bunke, pretože jadro a golgiho oblasti zostávajú po sekrečnej udalosti nedotknuté.

    Naproti tomu proces o holokrinná sekrécia zahŕňa prasknutie a zničenie celej bunky žľazy. Bunka hromadí svoje sekrečné produkty a uvoľňuje ich, až keď bunka praskne. Nové žľazové bunky sa diferencujú od buniek v okolitom tkanive, aby nahradili tie, ktoré sa stratili sekréciou. Príkladom holokrinných žliaz sú mazové žľazy, ktoré produkujú oleje na koži a vlasoch (obrázok 4.2.6).

    Obrázok 4.2.6 – Mazové žľazy: Tieto žľazy vylučujú oleje, ktoré premasťujú a chránia pokožku. Sú to holokrinné žľazy a po uvoľnení ich obsahu sú zničené. Vytvárajú sa nové žľazové bunky, ktoré nahradia bunky, ktoré sa stratili (LM × 400). (Mikrograf poskytla Regents of University of Michigan Medical School © 2012)

    Žľazy sú tiež pomenované podľa produktov, ktoré vyrábajú. A serózna žľaza produkuje vodnaté sekréty podobné krvnej plazme bohaté na enzýmy, zatiaľ čo a hlienová žľaza uvoľňuje viskóznejší produkt bohatý na glykoproteín mucín. Serózne aj slizničné sekréty sú bežné v slinných žľazách tráviaceho systému. Takéto žľazy uvoľňujúce serózne aj slizničné sekréty sa často označujú ako seromukózne žľazy.

    Prehľad kapitoly

    V epiteliálnom tkanive sú bunky tesne naplnené malým množstvom extracelulárnej matrice alebo žiadnou extracelulárnou matricou s výnimkou bazálnej laminy, ktorá oddeľuje epitel od základného tkaniva. Hlavnými funkciami epitelu sú ochrana pred prostredím, krytie, sekrécia a vylučovanie, absorpcia a filtrácia. Bunky sú navzájom spojené tesnými spojmi, ktoré tvoria nepriepustnú bariéru. Môžu byť tiež spojené medzerovými spojmi, ktoré umožňujú voľnú výmenu rozpustných molekúl medzi bunkami, a kotviacimi spojmi, ktoré pripájajú bunku k bunke alebo bunku k matrici. Rôzne typy epitelových tkanív sú charakteristické svojimi bunkovými tvarmi a usporiadaním: dlaždicový, kvádrový alebo stĺpcový epitel. Jednotlivé bunkové vrstvy tvoria jednoduchý epitel, zatiaľ čo naskladané bunky tvoria vrstvený epitel. Do týchto tkanív preniká veľmi málo kapilár.

    Žľazy sú sekrečné tkanivá a orgány, ktoré pochádzajú z epitelových tkanív. Exokrinné žľazy uvoľňujú svoje produkty cez kanály. Endokrinné žľazy vylučujú hormóny priamo do intersticiálnej tekutiny a krvného obehu. Žľazy sú klasifikované ako podľa typu sekrécie, tak aj podľa ich štruktúry. Merokrinné žľazy vylučujú produkty pri ich syntéze. Apokrinné žľazy uvoľňujú sekréty odštipnutím apikálnej časti bunky, zatiaľ čo bunky holokrinných žliaz ukladajú svoje sekréty, kým neprasknú a neuvoľnia svoj obsah. V tomto prípade sa bunka stáva súčasťou sekrétu.

    Otázky týkajúce sa interaktívnych odkazov

    Pozrite si toto video a zistite viac o anatómii epitelových tkanív. Kde v tele by sme našli nekeratinizujúci vrstvený dlaždicový epitel?


    Pozri si video: ADMISIÓN 2022 REPASO BIO..LENTO 1: BIOLOGÍA - CITOLOGÍA - HISTOLOGÍA PRE SAN MARCOS (Jún 2022).