วัฏจักรไนโตรเจน

[kimzagass]

วัฏจักรไนโตรเจน

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี






วัฏจักรไนโตรเจนวัฏจักรไนโตรเจน (อังกฤษ: Nitrogen Cycle) คือวัฏจักรทางชีวธรณีเคมีซึ่งอธิบายถึงการแปลงสภาพของไนโตรเจนและสารประกอบที่มีไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบในธรรมชาติ

หลักการแปลงสภาพพื้นฐานแหล่งกำเนิดหลักของไนโตรเจนนั้นมาจากอากาศ ซึ่งอยู่ในรูปของ N2 ในอากาศอยู่ประมาณ 78% ก๊าซไนโตรเจนนี้คือส่วนสำคัญในกระบวนการทางชีววิทยาหลายกระบวนการ เช่นการที่ไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบในกรดอะมิโน (ที่จริงแล้วคำว่า "อะมิโน" มาจากก๊าซ^^ซึ่งมีไนโตรเจนประกอบเป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่) , เป็นองค์ประกอบในโปรตีน และเป็นสารหลักๆ ในสารทั้ง 4 ที่อยู่ในกรดนิวคลีอิกต่างๆ เช่น DNA วัฏจักรไนโตรเจนเป็นส่วนที่จำเป็นในการแปลงสภาพจากไนโตรเจนในรูปของก๊าซไปสู่รูปแบบสารที่สิ่งมีชีวิตสามารถนำไปใช้ได้

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดต้องการไนโตรเจนในรูปแบบต่างๆกัน แต่มีสิ่งมีชีวิตไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่ตรึงก๊าซไนโตรเจนจากบรรยากาศมาใช้ได้

การตรึงไนโตรเจน สิ่งมีชีวิตที่ตรึงไนโตรเจนได้สิ่งมีชีวิตที่ตรึงไนโตรเจนได้มี 2 กลุ่มใหญ่ๆคือ

จุลินทรีย์ที่ตรึงไนโตรเจนได้อย่างเป็นอิสระ ในดินจะเป็นกิจกรรมของจุลินทรีย์ เช่น Azotobactor, Beijerinckia, Pseudomonas, Rlebsiella และแอกติโนมัยสีตบางตัว โดยทั่วไปอัตราการตรึงไนโตรเจนจะต่ำ เว้นแต่เมื่อเข้าไปอยู่ในไรโซสเฟียร์และได้รับสารอินทรีย์จากรากพืช อัตราการตรึงไนโตรเจนจะสูงขึ้น ในน้ำจะเป็นกิจกรรมของสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน เช่น Anabeana, Nostoc, Aphanizomehon,Gloeotrichia, Calothrix

จุลินทรีย์ที่ตรึงไนโตรเจนเมื่ออยู่ร่วมกับสิ่งมีชีวิตอื่น มีหลายกลุ่มได้แก่
แบคทีเรีย Frankiaเป็นการเกิดปมระหว่าง Actinorhizea (Frankia) กับพืชใบเลี้ยงคู่ที่ไม่ใช่พืชตระกูลถั่ว ส่วนใหญ่เป็นไม้พุ่มหรือไม้ยืนต้น พบในเขตอบอุ่น แต่ก็มีหลายชนิดพบในเขตร้อนด้วย เช่น Purshia tridenta ซึ่งเป็นพืชเศรษฐกิจในแอฟริกา หรือสนประดิพัทธิ์และสนทะเล (Casuarina) ที่ปลูกได้ในประเทศไทย Frankia เป็นแบคทีเรียที่พบในปมของพืชที่ไม่ใช่พืชตระกูลถั่ว เป็นสกุลที่มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับแอกติโนมัยสีท แบ่งได้เป็นกลุ่มที่สร้างสปอแรงเจียภายในปม ซึ่งเจริญได้ช้า ตรึงไนโตรเจนได้น้อย คัดแยกให้บริสุทธิ์ได้ยาก กับกลุ่มที่ไม่สร้างสปอแรงเจีย ที่เจริญได้เร็วกว่า

สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินที่อยู่ร่วมกับพืช ที่สำคัญคือ Anabeana ที่อยู่ร่วมกับแหนแดง และ Nostoc ซึ่งอยู่ร่วมกับปรง และไลเคน อย่างไรก็ตาม สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินมีแหล่งอาศัยที่หลากหลายกว่าระบบการตรึงไนโตรเจนอื่นๆ และที่น่าสังเกตคือในขณะที่ไรโซเบียมและ Frankia อยู่ร่วมกับพืชชั้นสูง แต่สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินจะอยู่ร่วมกับพืชที่มีวิวัฒนาการต่ำกว่า เช่น ไลเคน ลิเวอร์เวิร์ต เฟิน จิมโนเสปิร์ม เป็นต้น

ไรโซเบียมที่อยู่ในปมของพืชตระกูลถั่ว เป็นระบบที่มีประสิทธิภาพมากเมื่อเทียบกับระบบอื่นๆ

การเปลี่ยนรูปของไนโตรเจนหลังการตรึงเมื่อก๊าซไนโตรเจนถูกตรึงโดยสิ่งมีชีวิต จะอยู่ในรูปแอมโมเนียมอิออน ส่วนหนึ่งจะนำไปใช้ในกระบวนการสร้างสารอินทรีย์ ส่วนหนึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นไนไตรล์ และไนเตรตอิออน โดยแบคทีเรีย Nitrosomonas และ Nitrobactor ตามลำดับ กระบวนการนี้เรียกว่าไนตริฟิเคชัน ในขณะที่ไนโตรเจที่อยู่ในสารอินทรีย์เมื่อถูกย่อยสลายจะได้แอมโมเนียมอิออนเช่นเดียวกัน

การเปลี่ยนแอมโมเนียมอิออนไปเป็นไนเตรตอิออนมีผลต่อการเคลื่อนย้ายของไนโตรเจนในดิน เพราะไนเตรตอิออนละลายน้ำได้ดีถูกดูดซับโดยออนุภาคของดินได้น้อย จึงถูกชะและพัดพาไปโดยกระแสน้ำได้ง่าย นอกจากนั้น ไนเตรตอิออนส่วนหนึ่งจะถูกใช้โดย Denitrifying bacteria ได้เป็นก๊าซไนโตรเจนซึ่งจะระเหยออกจากดินกลับสู่ชั้นบรรยากาศในที่สุด [3]


[แก้] อ้างอิง^ Atlas,R.M. and R. Bartha. 1998. Microbial Ecology: Fundamental and Application 4 edition. Menlo Park. Benjamin/Cummings. Science Plubishing.

^ Elken, G.H. 1992. Biological nitrogen fixation system in tropical ecosystem: an overview. In Biological Nitrogen Fixation and Sustainability of Tropical Agriculture. K. Mulongoy, M. Gueye and D.S.C. Spancer, eds. John Wieley and Sons.
^ Atlas, 1998

ดึงข้อมูลจาก "http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%A7%E0%B8%B1%E0%B8%8F%E0%B8%88%E0%B8%B1%E0%B8%81%E0%B8%A3%E0%B9%84%E0%B8%99%E0%B9%82%E0%B8%95%E0%B8%A3%E0%B9%80%E0%B8%88%E0%B8%99".
หมวดหมู่: นิเวศวิทยา | ปฐพีศาสตร์ | การเผาผลาญไนโตรเจน | เมตาบอลิซึม




http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%A7%E0%B8%B1%E0%B8%8F%E0%B8%88%E0%B8%B1%E0%B8%81%E0%B8%A3%E0%B9%84%E0%B8%99%E0%B9%82%E0%B8%95%E0%B8%A3%E0%B9%80%E0%B8%88%E0%B8%99

[kimzagass]

ไนโตรเจนกับการเจริญเติบโตของพืช

รศ. ดร. ยงยุทธ โอสถสภา
ภาควิชาปฐพีวิทยา คณะเกษตร กำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์


คำนำ
อากาศมีไนโตรเจน (N2) ประมาณ 78% แต่พืชโดยทั่วไปนำมาใช้ประโยชน์ไม่ได้เลย สำหรับดินมีสารประกอบของไนโตรเจนอยู่ 2 ส่วน คือ

1) สารอินทรีย์และ
2) เกลือชนิดต่างๆ อันเป็นสารอนินทรีย์ ประมาณกว่า 80% ของไนโตรเจนในดินเป็นสารอินทรีย์ ซึ่งเป็นองค์ประกอบของอินทรียวัตถุในดิน ไนโตรเจนส่วนที่เป็นเกลือซึ่งละลายง่ายมีน้อย อินทรียวัตถุจึงเป็นแหล่งสำคัญของธาตุไนโตรเจนสำหรับพืชอย่างไรก็ตามดินที่ใช้เพาะปลูกโดยทั่วไปมักมีอินทรียวัตถุต่ำ และการสลายตัวเพื่อปลดปล่อยไนโตรเจนจากอินทรียวัตถุค่อนข้างช้า ดังนั้นปริมาณของธาตุนี้ที่พืชได้รับจากดินจึงไม่ค่อยเพียงพอ จำเป็นต้องใส่ปุ๋ยชดเชย ในปัจจุบันปุ๋ยไนโตรเจนเป็นปุ๋ยที่ใช้กันมากที่สุดในโลก

สารประกอบไนโตรเจนในดิน
สารประกอบของไนโตรเจนในดินมีอยู่ 2 ประเภท คือ สารอินทรีย์และสารอนินทรีย์

1) สารอินทรีย์ ซึ่งมีอยู่ในอินทรีย์วัตถุของดิน ไนโตรเจนส่วนนี้เป็นประโยชน์ต่อพืชอย่างช้าๆเมื่อถูกจุลินทรีย์ย่อยสลาย และแปรสภาพเป็นแอมโมเนียมไอออน (NH+4) และเปลี่ยนแปลงต่อไปเป็นไนเทรตไอออน (NO-3) ซึ่งพืชใช้ประโยชน์ได้ ส่วนยูเรีย [CO (NH 2) 2] ซึ่งมีสูตรปุ๋ย 46-0-0 แม้จะเป็นสารอินทรีย์ แต่ก็ละลายน้ำง่ายและเป็นประโยชน์ต่อพืชอย่างรวดเร็ว

2) สารอนินทรีย์ไนโตรเจน มีตามธรรมชาติจากการสลายและแปรสภาพของอินทรียวัตถุในปริมาณเพียงเล็กน้อย ส่วนมากที่มีอยู่ในดินได้มาจากการใส่ปุ๋ยเคมี สำหรับปุ๋ยเคมีที่ให้ธาตุไนโตรเจนเป็นปุ๋ยที่ละลายน้ำง่าย เมื่อใส่ในดินจะละลายแล้วแตกตัวเป็นไอออน ซึ่งได้แก่ แอมโมเนียมไอออน หรือไนเทรตไอออน ตามชนิดของปุ๋ย ไอออนดังกล่าวพืชดูดไปใช้ได้ง่าย สำหรับแอมโมเนียมไอออนนั้น ส่วนมากดูดซับอยู่กับอนุภาคดินเหนียวและฮิวมัส บางส่วนอยู่ในสารละลายของดิน แต่ไนเทรตเกือบทั้งหมดอยู่ในสารละลายของดิน ทั้งสองรูปที่กล่าวมานี้เป็นประโยชน์ต่อพืช


การปลูกถั่วช่วยเพิ่มไนโตรเจนในดิน
การปลูกพืชตระกูลถั่วช่วยเพิ่มไนโตรเจนในดิน เนื่องจากรากของพืชนี้มีปม และภายในปมมีแบคทีเรียประเภทที่ตรึงไนโตรเจนได้อาศัยอยู่ แบคทีเรียสกุลนี้ คือ ไรโซเบียม (Rhizobium) อย่างไรก็ตามไรโซเบียมแต่ละชนิดเจาะจงที่จะอาศัยในรากพืชตระกูลถั่วบางกลุ่มเท่านั้น เช่น Rhizobium japonicum ก็เหมาะกับกลุ่มถั่วเหลือง ไม่สร้างปมและตรึงไนโตรเจนในรากของถั่ว


กลุ่มอื่น ๆ ลักษณะของปมรากถั่วแสดงไว้ในภาพที่ 1


การตรึงไนโตรเจนของไรโซเบียม คือ การใช้เอนไซม์ไนโทรจีเนสเร่งปฏิกิริยาเปลี่ยน N 2 ให้เป็นแอมโมเนีย (NH 3) แล้วส่งผ่านแอมโมเนียไปให้เซลล์ของรากถั่วซึ่งเป็นพืชให้อาศัยใช้สังเคราะห์กรดอะมิโน เพื่อการสร้างโปรตีนและสารประกอบไนโตรเจนอื่นๆ สำหรับเอนไซม์ไนโทรจีเนส มีธาตุ เหล็ก กำมะถันและโมลิบดีนัม เป็นองค์ประกอบ นอกจากนี้การตรึงไนโตรเจนจะสำเร็จ ต้องใช้สารเล็กฮีโมโกลบิน ช่วยควบคุมการส่งออกซิเจนในการหายใจชองเซลล์ในปม สารนี้มีเหล็กเป็นองค์ประกอบ และการสังเคราะห์สารเล็กฮีโมโกลบิน ต้องการธาตุทองแดงและโคบอลต์


ภาพที่ 1 ลักษณะของปมรากถั่ว ภายในปมมีแบคทีเรียสกุลไรโซเบียมทำหน้าที่ตรึงไนโตรเจน


ความสัมพันธ์ระหว่างจุลินทรีย์กับพืช เป็นไปในทำนองพึ่งพาอาศัยซึ่งกันและกัน คือ รากพืชให้คาร์โบไฮเดรต ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานแก่ไรโซเบียม ส่วนไรโซเบียมก็ตอบแทนพืชโดยแบ่งสารประกอบไนโตรเจนที่ตรึงได้ให้พืชใช้ เมื่อพืชตระกูลถั่วและจุลินทรีย์ตายลงสารประกอบไนโตรเจนต่างๆ ก็ทับถมลงไปในดิน ปริมาณไนโตรเจนที่ตรึงได้นั้นแตกต่างกันไปตามชนิดของถั่ว เช่น

การปลูกถั่วเหลืองหนึ่งครั้งได้ไนโตรเจน 20 กก./ไร่
ส่วนถั่วลิสงได้ไนโตรเจน 8 กก./ไร่

ไนโตรเจนประมาณร้อยละ 70 ติดไปกับผลผลิตเมล็ดถั่วเหลือง ที่เหลืออยู่ในต้น ใบและรากซึ่งหมุนเวียนกลับลงไปในดิน การปลูกถั่วสลับกับพืชล้มลุกชนิดอื่นในระบบการปลูกพืชหมุนเวียน จะช่วยลดการใช้ปุ๋ยไนโตรเจน


บทบาทของไนโตรเจน
ไนโตรเจนมีบทบาทสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืช โดยเป็นองค์ประกอบของสารอินทรีย์ต่างๆ ดังนี้

1) โปรตีน เป็นส่วนประกอบสำคัญภายในเซลล์ อยู่ในโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์และเยื่อหุ้มอวัยวะเซลล์ทุกชนิด เป็นพาหะสำหรับการขนส่งธาตุอาหาร เป็นเอนไซม์ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาเคมีทั้งหมดในเซลล์ หน่วยย่อยที่ใช้ในการสังเคราะห์โปรตีน คือ กรดอะมิโน (amino acids) ซึ่งมีอยู่หลายชนิด แต่ละชนิดมีไนโตรเจนอยู่ในหมู่อะมิโน (amino group) ดังภาพที่ 2 ซึ่งทำหน้าที่สำคัญในการเชื่อมโยงกรดอะมิโนต่างๆให้รวมกันเป็นโปรตีน


กรดอะมิโนประกอบด้วยส่วนสำคัญ 3 ส่วน คือ หมู่อะมิโน (amino group มี N)
หมู่คาร์บอกซิล (carboxyl group) และหมู่ที่เป็นโครงสร้างหลัก (R group)


2) เป็นองค์ประกอบในโมเลกุลคลอโรฟิลล์ (N 4 อะตอมและ Mg 1 อะตอมในคลอโรฟิลล์ 1 โมเลกุล) จึงมีบทบาทสำคัญของการสังเคราะห์แสง

3) เป็นองค์ประกอบสาร ดีเอ็นเอ (DNA) ซึ่งเป็นสารพันธุกรรมของพืช และสารอาร์เอ็นเอ (RNA) ทำหน้าที่ในการสังเคราะห์โปรตีน

4) เป็นองค์ประกอบของฮอร์โมนพืช 2 ชนิด คือ ออกซินและไซโทไคนิน ซึงฮอร์โมนทั้งสองชนิดมีความสำคัญต่อพืชดังนี้

ก) ออกซิน ชนิดที่สำคัญคือกรดอินโดลแอซิติก หรือ IAA ซึ่งสังเคราะห์ในเมล็ด ปลายยอดตาและใบอ่อน มีหน้าทีเร่งการเจริญเติบโตของส่วนเหนือดินและราก ส่งเสริมการพัฒนาของเนื้อเยื่อให้เป็นอวัยวะ กระตุ้นการพัฒนาของผล ควบคุมการแตกตาข้าง ทำให้พืชตอบสนองต่อแสงและความโน้มถ่วงของโลก

ข) ไซโทไคนิน สังเคราะห์ในราก เมล็ด ผลและใบ มีหน้าที่เร่งการเจริญเติบโตและแตกแขนงของราก กระตุ้นการแบ่งเซลล์และการเจริญของเนื้อเยื่อ เร่งการงอกของเมล็ดและชะลอการวายของใบ


5) เป็นองค์ประกอบในสารอินทรีย์ไนโตรเจนในพืชอีกมากมายหลายชนิดความเข้มข้นของไนโตรเจนในพืชหากแบ่งการเจริญเติบโตของพืชเป็นสองระยะ คือ ระยะเจริญโดยไม่อาศัยเพศกับระยะเจริญพันธุ์ พืชต้องการไนโตรเจนมากในช่วงแรก เพื่อการแบ่งเซลล์ ขยายขนาดเซลล์ การแตกกิ่งก้านและการเพิ่มปริมาณใบ แต่ปริมาณที่ใช้ลดลงบางส่วนเมื่อยา่ งเข้าสู่ระยะเจริญพันธุ์ สำหรับความเข้มข้นของไนโตรเจนในใบพืชที่เพียงพอกับการเจริญเติบโต แสดงไว้ในตารางที่ 1


ตารางที่ 1 เข้มข้นของไนโตรเจน (%N) ในใบไม้ผล ผัก และพืชไร่ที่เพียงพอกับการเจริญเติบโต

ไม้ผล ผัก พืชไร่
ทุเรียนหมอนทอง 2.0-2.4 กะหล่ำปลี 4.6-5.0 ข้าวโพด 2.7-3.5
ลิ้นจี่พันธุ์ค่อม 1.7-2.1 มะเขือเทศ 5.0-5.5 ถั่วเหลือง 4.1-5.5
มะม่วงน้ำดอกไม้ 1.2-1.7 คะน้า 4.0-5.0 ข้าว 2.4-2.8



อาการขาดไนโตรเจนของพืช
เนื่องจากไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบของคลอโรฟิลล์ ซึ่งเป็นสารสีเขียว ดังนั้นเมื่อพืชขาดไนโตรเจนจะสังเคราะห์คลอโรฟิลล์ได้น้อย ใบพืชจึงสีเขียวอ่อนปนสีเหลือง ประกอบไนโตรเจนเป็นธาตุที่เคลื่อนย้ายทางท่ออาหารได้ง่าย เมื่อใบพืชได้รับไนโตรเจนจากดินน้อยลง สารประกอบอินทรีย์ไนโตรเจนในใบแก่ จะสลายเป็นสารโมเลกุลเล็ก แล้วเคลื่อนย้ายทางท่ออาหารไปเลี้ยงใบอ่อน อาการขาดธาตุนี้จึงปรากฏชัดเจนในใบแก่หรือใบล่าง ส่วนใบอ่อนยังคงเขียวตามปรกติสำหรับพืชใบเลี้ยงคู่ อาการเหลืองจะเริ่มจากปลายใบแก่แล้วกระจายไปทั่วแผ่นใบ ส่วนพืชใบเลี้ยงเดี่ยว อาการขาดไนโตรเจนเริ่มจากปลายใบแก่มีสีเหลือง แล้วลามไปตามแนวเส้นกลางใบ มีลักษณะเป็นรูปตัววี (V) ดังภาพที่ 3 หากอาการรุนแรงอาการเหลืองจะลุกลามไปทั้งแผ่นใบในขณะที่ส่วนปลายใบแห้งตาย


ภาพที่ 3 อาการขาดไนโตรเจนของใบข้าวโพด (ขวา) ปรากฏที่ใบแก่หรือใบล่าง
เปรียบเทียบกับใบปรกติในตำแหน่งเดียวกัน (ซ้าย)



http://www.dryongyuth.com/journal/%E0%B9%84%E0%B8%99%E0%B9%82%E0%B8%95%E0%B8%A3%E0%B9%80%E0%B8%88%E0%B8%99%E0%B8%81%E0%B8%B1%E0%B8%9A%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B9%80%E0%B8%88%E0%B8%A3%E0%B8%B4%E0%B8%8D%E0%B9%80%E0%B8%95%E0%B8%B4%E0%B8%9A%E0%B9%82%E0%B8%95%E0%B8%82%E0%B8%AD%E0%B8%87%E0%B8%9E%E0%B8%B7%E0%B8%8A.pdf

[kimzagass]

หน้าที่ของไนโตรเจน


หน้าที่ของไนโตรเจน สารประกอบไนโตรเจนที่พบในเนื้อเยื่อของพืชมีทั้งที่เพิ่งดูดเข้าไปและยังไม่เปลี่ยนแปลงกับอินทรียสารซึ่งมีการสังเคราะห์ขึ้นใหม่จากไนเตรท แอมโมเนียและยูเรียที่พืชดูดได้ อินทรียสารที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบอาจแบ่งได้เป็น 6 กลุ่ม คือ

1. โปรตีน (proteins) ประกอบด้วยกรดอะมิโน (amino acids) ชนิดต่าง ๆ ต่อเรียงกันอย่างมีแบบแผน ตั้งแต่ 50 ถึง 100 หน่วย โดยกรดอะมิโนเหล่านั้นเชื่อมกันด้วยพันธะเพปไทด์ (peptide bond) โปรตีนมีหน้าที่สำคัญมากในเซลล์โดยเป็นองค์ประกอบในโครงสร้างของ
(ก) ไซโทพลาซึม
(ข) เยื่อ (เป็นทั้งโครงสร้างและพาหะในการเคลื่อนย้ายสารผ่านเยื่อ
(ค) เอนไซม์ ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาชีวเคมีจึงมีบทบาทเกี่ยวข้องกับเมแทบอลิซึมอย่างกว้างขวาง

2. กรดอะมิโน มีไนโตรเจนอยู่ที่หมู่อะมิโน (amino group) กรดอะมิโนเป็นหน่วยในโครงสร้าง (building blocks) ของโปรตีน โดยต่อเรียงกันอย่างมีแบบแผน นอกเหนือจากกรดอะมิโนที่เป็นโครงสร้างของโปรตีนแล้ว ยังมีอีกมากที่อยู่อย่างอิสระในเซลล์ สัดส่วนของกรดอะมิโนแต่ละอย่าง กรดอะมิโนอิสระกับกรดอะมิโนในโครงสร้างของสารต่าง ๆ เป็นลักษณะเฉพาะของพืชแต่ละชนิด

3. ฮอร์โมนพืช ฮอร์โมนที่พืชสังเคราะห์ขึ้นเองและมีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ คือ ออกซิน (auxins) กับไซโทไคนิน (cytokinins) กรดอินโดลแอซิติก (indole-3-acetic acid, IAA) เป็นออกซินที่พืชสังเคราะห์ได้จากกรดอะมิโนชื่อทริปโตเฟน (tryptophane) บทบาทที่สำคัญของ IAA ต่อการเจริญเติบโตของพืช ได้แก่ กระตุ้นการแบ่งเซลล์ เร่งการขยายขนาดเซลล์ ควบคุมการแตกราก ยับยั้งการเจริญของตาข้าง ป้องกันการร่วงของใบ กิ่งและผล ไซโทไคนินเป็นฮอร์โมนพืชที่ส่งเสริมการแบ่งเซลล์ การขยายขนาดเซลล์ ส่งเสริมการสร้างและการเจริญของตา ช่วยในการงอกของเมล็ด ส่งเสริมการสร้างโปรตีน ชลอความเสื่อมตามอายุ (senescence) ซึ่งองค์ประกอบทางเคมี คือ 6-(4-hydroxy-3-methyl-trans-2-butenylamido) Purine สำหรับไซโทไคนินที่พบในพืชต่าง ๆ ล้วนเป็นอนุพันธ์ของ isopentenyl adenine สูตรโครงสร้างของ auxins สูตรโครงสร้างของ cytokinins

4. กรดนิวคลิอิก (nucleic acids) มีอยู่ 2 ชนิด คือ ribo nucleic acid (RNA) ทำหน้าที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีน และ deoxyribo nucleic acids (DNA) ทำหน้าที่เป็นศูนย์ข้อมูลทางพันธุกรรม สูตรโครงสร้างของ DNA และ RNA

5. สารประกอบไนโตรเจนอื่น ๆ เช่น อะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (adenosine triphosphate, ATP) โคเอนไซม์ (Co-enzymes) เช่น NAD (nicotinamide adenine dinucleotide) และ NADP (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate)

6. สารประกอบไนโตรเจนที่พืชสะสมไว้ (reserves) หรือทำหน้าที่ป้องกัน (protective compounds) เช่น แอลคาลอยด์ (alkaloids) ตัวอย่างของแอลคาลอยด์ที่รู้จักกันอย่างกว้างขวาง คือ นิโคติน (nicotine) จากใบยาสูบ และมอร์ฟีน (morphine) จากฝิ่น

ที่มา : http://www.school.net.th



http://203.172.130.100/nfe_webkm/display_directory_view.php?direct=direct&&search=%CB%B9%E9%D2%B7%D5%E8%A2%CD%A7%E4%B9%E2%B5%C3%E0%A8%B9&&enc_id=1477

[kimzagass]

การสกัดโปรตีนที่ละลายน้ำได้จากข้าวเจ้า
EXTRACTION OF SOLUBLE PROTEINS FROM RICE

ชื่อนิสิต กันยารัตน์ เรียวกลาง
Kanyarat Riewklang

ชื่ออาจารย์ที่ปรึกษา ผศ.ดร. สุเมธ ตันตระเธียรดร, เกียรติศักดิ์ ดวงมาลย์
Asst Prof Sumate Tantratian Ph DKiattisak Duangmal Ph D

ชื่อสถาบัน จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. บัณฑิตวิทยาลัย
Chulalongkorn University. Bangkok (Thailand). Graduate School.
ระดับปริญญาและรายละเอียดสาขาวิชา วิทยานิพนธ์มหาบัณฑิต. วิทยาศาสตร์ (เทคโนโลยีทางอาหาร) Master. Science (Food Technology)

ปีที่จบการศึกษา 2545





บทคัดย่อ (ไทย)
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาภาวะการสกัดโปรตีนที่ละลายน้ำได้(albumin) จากปลายข้าว รำข้าวและรำสกัดไขมันโดยใช้เอนไซม์ โดยเลือกชนิดเอนไซม์จากโครงสร้างของวัตถุดิบ ในปลายข้าวใช้เอนไซม์ (+,a)-amylase และ protease ในรำข้าวและรำสกัดไขมันใช้เอนไซม์ (+,a)-amylase cellulase mixed enzymes (arabanasecellulase hemicellulase (+,b)-glucanase และ xylanase และ protease)

พบว่าภาวะที่เหมาะสมในการสกัดโปรตีนจากปลายข้าว คือ แป้งจากปลายข้าวไปทำให้สุกที่อุณหภูมิ95 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 30 นาที ย่อยด้วยเอนไซม์ (+,a)-amylase เข้มข้น 0.15%v/wอุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 120 นาที ให้โปรตีน 5.73 มิลลิกรัมต่อปลายข้าว1 กรัม

ส่วนในรำข้าวและรำสกัดไขมันได้ภาวะที่เหมาะสม คือ ใช้รำข้าวและรำสกัดไขมันที่ไม่ต้องทำให้สุกแล้วย่อยด้วย mixed enzymes เข้มข้น 0.10 %v/w อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 120 นาที สำหรับรำข้าว และ 60 นาที สำหรับรำสกัดไขมัน ให้โปรตีน 60.90 มิลลิกรัมต่อรำข้าว 1 กรัม และ 31.70 มิลลิกรัมต่อรำสกัดไขมัน 1 กรัม ซึ่งคิดเป็น % recoveryเท่ากับ 98.90 และ 71.88 % ตามลำดับ เลือกภาวะที่เหมาะสมที่สุดในการสกัด albuminจากวัตถุดิบทั้ง 3 ชนิด

จากนั้นวิเคราะห์หาขนาดโมเลกุลที่ทำให้เกิดการแพ้ คุณค่าทางโภชนาการ และสมบัติเชิงหน้าที่ของโปรตีนพบว่า albumin ที่สกัดได้จากวัตถุดิบทั้ง3 ชนิด ไม่พบโปรตีนที่มีมวลโมเลกุลขนาดเท่ากับ 16 kDa ซึ่งมีรายงานว่าเป็นโปรตีนที่ทำให้เกิดอาการแพ้โปรตีนจากรำข้าวที่ย่อยด้วย mixed enzymes มีองค์ประกอบกรดอะมิโนใกล้เคียงกับเคซีนและโปรตีนจากไข่ โปรตีนจากปลายข้าว รำข้าวและรำสกัดไขมันมี limitingamino acid คือ lysine methionine และ phenylalanine ตามลำดับ โปรตีนจากรำข้าวที่ย่อยด้วย mixed enzymes มีค่า Protein Efficiency Ratio สูงที่สุด คือ 2.14 (C-PER)และ 2.07 (DC-PER)

โปรตีนจากรำข้าวมีสมบัติการเกิดโฟมดีที่สุด คือ สารละลายโปรตีนเข้มข้น 0.20% ให้ปริมาตรของฟองเท่ากับ 18.00 มิลลิลิตรจากปริมาตรสารละลายทั้งหมด50 มิลลิลิตร สมบัติการเกิดอิมัลชันของโปรตีนจากรำข้าวและรำสกัดไขมันมีค่าไม่แตกต่างกัน(0.55 และ 0.58 ตามลำดับ) ในขณะที่โปรตีนจากปลายข้าวมีค่า 0.36)


http://www.thaithesis.org/detail.php?id=1082545000035

[kimzagass]

บทบาทหน้าที่และอาการของพืช
เมื่อขาดแคลนธาตุอาหาร “เมื่อดินป่วย”


สำหรับธาตุอาหารหลัก ธาตุอาหารรอง และจุลธาตุอาหาร ต่างก็มีความสำคัญต่อชีวิตพืช หากขาดแคลนธาตุในธาตุหนึ่งเพียงธาตุเดียว ก็ทำให้พืชไม่เจริญเติบโต หรืออาจถึงตายหากขาดธาตุนั้นอย่างรุนแรงได้



คาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน (C, H, O)
หน้าที่สำคัญ :
- เป็นองค์ประกอบของคาร์โบไฮเดรต ไขมัน และสารประกอบอินทรีย์
- เป็นองค์ประกอบของกลุ่มคาร์บอกซิลิก (carboxylic group) ซึ่งเป็นตัวทำปฏิกิริยาในกระบวนการชีวเคมีพื้นฐานทั้งหลายในพืช (fundamental biochemical process)



ไนโตรเจน
หน้าที่สำคัญ :
เป็นองค์ประกอบของกรดอะมิโน โปรตีน คลอโรฟิลล์ กรดนิวคลิอิก และเอนไซม์ในพืช ส่งเสริมการเจริญเติบโตของยอดอ่อน ใบและกิ่งก้าน
อาการเมื่อขาดธาตุอาหารพืช :
โตช้า ใบล่างมีสีเหลืองซีดทั้งแผ่นใบ ต่อมากลายเป็นสีน้ำตาลแล้วร่วงหล่นหลังจากนั้นใบบนๆ ก็มีสีเหลือง



ฟอสฟอรัส
หน้าที่สำคัญ :
- ช่วยในการสังเคราะห์โปรตีน และสารอินทรีย์ที่สำคัญในพืช เป็นองค์ประกอบของสารที่ทำหน้าที่ถ่ายทอดพลังงานในกระบวนการต่างๆ เช่น การสังเคราะห์แสง และการหายใจ
- เป็นองค์ประกอบของกรดนิวคลีอิก เอทีพี น้ำตาลฟอสเฟต ฟอสฟอลิพิด กรดไฟทิก และโคเอนไซม์
- เกี่ยวข้องกับกระบวนการถ่ายทอดพลังงานในพืช

อาการเมื่อขาดธาตุอาหารพืช :
ใบล่างเริ่มมีสีม่วงตามแผ่นใบ ต่อมาใบเป็นสีน้ำตาล และร่วงหล่น ลำต้นแกร็นไม่ผลิดอกออกผล



โพแทสเซียม
หน้าที่สำคัญ:
- ช่วยสังเคราะห์น้ำตาล แป้งและโปรตีนส่งเสริมการเคลื่อนย้ายของน้ำตาลจากไปยังผล ช่วยให้ผลเจริญเติบโตเร็วพืชแข็งแรง มีความต้านทานต่อโรคบางชนิด
- เป็นองค์ประกอบของสารโพแทสเซียมมาเลต
- กระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ในกระบวนการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรทและการหายใจ
- ควบคุมการ ปิด/เปิด ของปากใบ
- ควบคุมการลำเลียงอาหารในท่อลำเลียงอาหาร (phloem) ของพืช
- ควบคุมความเต่งของเซลล์ (การดูดซึมน้ำสู่เซลล์)

อาการเมื่อขาดธาตุอาหารพืช :
ใบล่างมีอาการเหลือง แล้วการเป็นสีน้ำตาล ตามขอบใบและลุกลามเข้ามาเป็นหย่อมๆ ตามแผ่นใบ อาจพบว่าแผ่นใบโค้งเล็กน้อย จากเจริญช้า และลำต้นอ่อนแอผลไม่เจริญเติบโต



แคลเซียม
หน้าที่สำคัญ :
- เป็นองค์ประกอบในสารที่เชื่อมผนังเซลล์ให้ติดกัน ช่วยในการแบ่งเซลล์การผสมเกสรการงอกของเมล็ด และช่วยให้เอมไซม์บางชนิดทำงานได้ดี
- เป็นองค์ประกอบของมิดเดิลลาเมลลาของผนังเซลล์
- กระตุ้นการทำงานของเอน?ซม์ที่ยึดกับเยื่อเซลล์ (membrane bound enzymes)
- ควบคุมการดูดซึมไอออนต่างๆ ผ่านเยื่อเซล์ (membrane permeability)
- เป็นส่วนประกอบของโปรตีนหลายชนิด (calcium binding protein) ซึ่งมีหน้าที่ควบคุมระดับแคลเซียมไอออนในเซลล์

อาการเมื่อขาดธาตุอาหารพืช :
ใบที่เจริญใหม่ๆ หงิก ตายอดไม่เจริญเติบโตอาจมีจุดดำที่เส้นใบ รากสั้น ผลแตก และมีคุณภาพไม่ดี



แมกนีเซียม
หน้าที่สำคัญ :
- เป็นองค์ประกอบของคลอโรฟิลล์ช่วยสังเคราะห์กรดอะมิโน วิตามิน ไขมัน และน้ำตาล ทำให้สภาพกรด ด่างในเซลล์พอเหมาะ ช่วยในการงอกของเมล็ด
- เป็นองค์ประกอบของคลอโรฟิลล์
- เป็นโคแฟกเตอร์ของเอนไซม์หลายชนิด ในกระบวนการฟอสฟอรีเลชั่น ที่สำคัญได้แก่ เอมไซม์เอทีพีเอส(ATPs)
- กระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ RuDP- carboxylase
- ควบคุมการคงรูปร่างของไรโบโซม ถ้าขาดแมกนีเซียมหน่วยย่อยของไรโบโซมจะแยกจากกัน

อาการเมื่อขาดธาตุอาหารพืช :
ใบแก่จะเหลือง ยกเว้นเส้นใบ และใบร่วงหล่นเร็ว



กำมะถัน
หน้าที่สำคัญ :
- เป็นองค์ประกอบของกรดอะมิโน โปรตีน และ โคเอนไซม์บางชนิด
- เป็นองค์ประกอบของโคเอนไซม์เอ กรดอมิโนซีสเน ซีสเตอีน และเมไทโอนีน ไทอามินไพโรฟอสเฟส กลูตาไทโอน ไบโอติน อะดีโนซีน-5-ฟอสฟอซัลเฟต 3- ฟอสฟออะดีโนซีน กรดไลโพอิก และน้ำมันหอมระเหย
- เกี่ยวกับกระบวนการสังเคราะห์วิตามินและฮอร์โมนบางชนิด
- ทำให้เกิดกลิ่นหอม กระเทียม และมัสตาร์ด

อาการเมื่อขาดธาตุอาหารพืช :
ใบทั้งบน และล่างมีสีเหลืองซีด และต้นอ่อนแอ




โบรอน
หน้าที่สำคัญ :
- ช่วยในการออกดอกและการผสมเกสรมีบทบาทสำคัญในการติดผลและการเคลื่อนย้ายน้ำตาลมาสู่ผล การเคลื่อนย้ายฮอร์โมน การใช้ประโยชน์จากไนโตรเจนและการแบ่งเซลล์
- เป็นองค์ประกอบของสารประกอบเชิงซ้อนบอเรตกับคาร์โบไฮเดรท
- เกี่ยวข้องในกระบวนการขนย้ายน้ำตาลในพืช (sugar translocation)
- เกี่ยวข้องกับการพัฒนาและยืดตัวของเซลล์

อาการเมื่อขาดธาตุอาหารพืช :
ตายอดตายแล้วเริ่มมีตาข้าง แต่ตาข้างจะตายอีก ลำต้นไม่ค่อยยืดตัว กิ่งและใบจึงชิดกัน ใบเล็ก หนา โค้งและแปราะ



ทองแดง
หน้าที่สำคัญ :
-ช่วยในการสังเคราะห์คลอโรฟิลล์ การหายใจ การใช้โปรตีนและแป้ง กระตุ้นการทำงานของเอนไซม์บางชนิด
- เกี่ยวข้องในกระบวนการสังเคราะห์แสงในช่วงปฏิกิริยาแสง
- ควบคุมความสมดุลของประจะในเซลล์

อาการเมื่อขาดธาตุอาหารพืช :
ตายอดชงักการเจริญเติบโตและกายเป็นสีดำ ใบอ่อนเหลือ พืชทั้งต้นชงักการเจริญเติบโต




คลอรีน
หน้าที่สำคัญ :
- มีบทบาทบางประการเกี่ยวกับฮอร์โมนในพืช
- เกี่ยวข้องในกระบวนการสังเคราะห์แสงในช่วงปฏิกิริยาแสง
- ควบคุมความสมดุลของประจะในเซลล์

อาการเมื่อขาดธาตุอาหารพืช :
พืชเหี่ยวง่าย ใบซีดและบางส่วนแห้งตาย




เหล็ก
หน้าที่สำคัญ :
- ช่วยในการสังเคราะห์คลอโรฟิลล์ มีบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์แสงและหายใจ
- เป็นองค์ประกอบของโซโทโครม เผอร์รีดอกซิน ไฟโตเฟอร์รีติน
- เป็นส่วนประกอบของฮีม (heam) หรือ เฮมิน (haemin) ซึ่งเป็น prosthetic group ของเอนไซม์คาตาเลส เพอร์ออกซิเดส
- เกี่ยวข้องกับการขนถ่ายอิเลคตรอนในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
- จำเป็นในกระบวนการสังเคราะห์คลอโรฟิลล์

อาการเมื่อขาดธาตุอาหารพืช :
ใบอ่อนมีสีขาวซีดในขณะที่ใบแก่ยังเขียวสด




แมงกานีส
หน้าที่สำคัญ :
- ช่วยในการสังเคราะห์แสง และการทำงานของเอนไซม์บางชนิด
- เป็นองค์ประกอบของโครงสร้างในเยื่อหุ้มคลอโรพลาสต์
- เป็นองค์ประกอบของเอนไซม์ซูเปอร์ออกไซด์ดีสมิวเทส
- กระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ดีไฮโดรจีเนส ดีคาร์บอกซิเลส ออกซิเดส และเพอร์ออกซิเดส
- เกี่ยวข้องกับกระบวนการขนถ่ายอิเล็กตรอน

อาการเมื่อขาดธาตุอาหารพืช :
ใบอ่อนมีสีเหลืองในขณะที่เส้นใบยังเขียว ต่อมาใบที่มีอาการดังกล่าวจะเหี่ยวและร่วงหล่น



โมลิบดินัม
หน้าที่สำคัญ :
- ช่วยให้พืชใช้ไนเตรทให้เป็นประโยชน์ในการสังเคราะห์โปรตีน
- เป็นองค์ประกอบของเอนไซม์ไนเทรตรีดักเตส ไนโตรจีเนส แซนทินดีเนส ออกซิเดส
- เป็นองค์ประกอบของออกซิน
- เกี่ยวกับการตรึงไนโตรเจนจากอากาศโดยวิธีชีวภาพ

อาการเมื่อขาดธาตุอาหารพืช :
พืชมีอาการคล้ายขาดไนโตรเจน ใบมีลักษณะโค้งคล้ายถ้วย ปรากฏจุดเหลืองๆ ตามแผ่นใบ



สังกะสี
หน้าที่สำคัญ :
- ช่วยในการสังเคราะห์ออกซีน (ฮอร์พืชชนิดหนึ่ง) คลอโรฟิลล์ และแป้ง
- เป็นส่วนประกอบของเอนไซม์ดีไฮโดรจีเนสหลายชนิดและออกซิน
- เป็นส่วนประกอบของเอนไซม์ ซูเปอร์ออกไซด์ ดีสมิวเทส
- เป็นส่วนประกอบของเอนไซม์ ในขบวนการสังเคราะห์และทำลายโปรตีน

อาการเมื่อขาดธาตุอาหารพืช :
ใบอ่อนมีสีเหลืองซีด และปรากฏสีขาวๆ ประปรายตามแผ่นใบ โดยเส้นใบยังเขียว รากสั้นไม่เจริญตามปกติ


นิกเกิล (Ni)
หน้าที่สำคัญ :
- เป็นองค์ประกอบของเอนไซม์อยรีเอส และไฮโดรจีเนส
- มีบทบาทในการงอกของเมล็ด






r01.ldd.go.th/.../เมื่อดินป่วย%20 บทบาทหน้าที่ของธาตุอาหารพืช% 2016% 20 ธค.53

http://nsw-rice.com/index.php/riceknowladge/fertirize/254-17-element

[kimzagass]

เชื้ออะโซโตแบ๊คเต้อร์ตรึงไนโตรเจนในอากาศ


การจับตรึงก๊าซไนโตรเจนในอากาศมาใช้เป็นปุ๋ยไนโตรเจน สร้างความอุดมสมบูรณ์ให้แก่ดินโดยการกระทำของจุลินทรีย์หรือสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กนั้นเป็นไปโดยจุลินทรีย์สามกลุ่ม คือ
1 สาหร่ายเขียวแกมน้ำเงิน
2 บักเตรีไรโซเบี้ยม ที่ต้องทำงานร่วมกับพืชตระกูลถั่ว และ
3 บักเตรีอะโซโตแบ็คเต้อร์ ที่ตรึงไนโตรเยนอย่างอิสระโดยไม่ต้องร่วมกับรากพืชตระกูลถั่ว.

หากเราสร้างสภาพแวดล้อมให้เหมเสมการตรึงไนโตรเจนก็จะเกิดขึ้นได้มาก.

เมื่อเราใส่ปุ๋ยอินทรีย์เช่นเศษพืช ปุ๋ยหมักให้แก่ดิน ปุ๋ยเหล่านี้หากมีโปรตีนหรือไนโตรเจนในรูปของสารประกอบมากพอ, เชื้ออะโซโตแบ๊คเต้อร์ จะใช้โปรตีนและสารประกอบไนโตรเจนเป็นแหล่งอาหารได้เลย, ไม่จำเป็นต้องตรึงไนโตรเจนจากอากาศมาใช้, ปรกติไนโตรเจนในเศษพืขจะมีอยู่น้อยแต่สารประกอบคาร์บอนมีอยู่มากซึ่งเมื่อย่อยสลายแล้วเป็นแหล่งพลังงานและอาหาร เหมาะต่อการเพิ่มจุลินทรีย์ตัวใหม่, แต่ตัวจุลินทรีย์ประกอบไปด้วยโปรตีนหรือกรดอมิโน ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนและไนโตรเจน. เศษพืชนั้นคาร์บอนมากพอ, ที่จริงเกินพอ, แต่ไนโตรเจนไม่พอ. จึงมีขบวนการตรึงไนโตรเจนจากอากาศมาใช้สร้างกรดอมิโนและโปรตีนในตัวบักเตรี ระยะนี้พืชยังเอาไนโตรเจนไปใช้เป็นปุ๋ยไม่ได้เพาะยังอยู่ในตัวบักเตรีนั่นเอง

ต่อมาบักเตรีแก่ตาย เกิดการย่อยสลายเซลปล่อยโปรตีนออกมาเป็นแอมโมเนีย เปลี่ยนแปลงเป็นปุ๋ยพืชต่อไป ฟางเศษพืชไร่ปุ๋ยคอกใบไม้แห้ง แม้ใช้ทันทีไม่ให้ไนโตรเจนแก่พืช หรือกลับแย่งดูดใช้จากดินระยะหนึ่ง แต่ต่อมาก็คืนกลับให้ดินในอัตราที่มากกว่าที่ดูดเอาไปใช้ (วิเชียร ธาตุงาม 08-9941-0194).


http://www.moac-info.net/modules/news/news_view.php?News_id=38916&action=edit&joomla=1