Qu'est-ce que le calcium, la réaction du calcium avec l'oxygène. Calcium, magnésium et soufre dans les organismes végétaux Calcium soufre

Les macronutriments sont appelés éléments qui peuvent être inclus dans la composition de la plante en pourcentages entiers ou en dixièmes de pour cent. Ceux-ci comprennent le phosphore, l'azote, les cations - potassium, soufre, calcium, magnésium, tandis que le fer est un élément intermédiaire entre les micro et macro éléments.

L'élément est parfaitement absorbé par la plante à partir des sels d'ammonium et d'acide nitrique. C'est le principal nutriment des racines, car il fait partie des protéines des cellules vivantes. La molécule de protéine a une structure complexe, le protoplasme en est construit, la teneur en azote varie de 16% à 18%. Le protoplasme est une substance vivante dans laquelle se déroule le principal processus physiologique, à savoir le métabolisme respiratoire. Ce n'est que grâce au protoplasme qu'une synthèse complexe de substances organiques a lieu. L'azote est également un composant de l'acide nucléique, qui fait partie du noyau et, en combinaison, le porteur de l'hérédité. La grande importance de l'élément est déterminée par le fait que ce macroélément fait partie du vert de chlorophylle, le processus de photosynthèse dépend de ce pigment, et il fait également partie de certaines enzymes qui régulent les réactions métaboliques et un certain nombre de vitamines différentes. Une petite quantité d'azote peut être trouvée dans un environnement inorganique. En cas de manque de lumière ou d'excès de nutrition azotée, les nitrates peuvent s'accumuler dans la sève cellulaire.

La plupart des formes d'azote sont converties dans la plante en composés d'ammoniac qui, lorsqu'ils réagissent avec des acides organiques, forment des amides d'asparagine, des acides aminés et de la glutamine. L'azote ammoniacal ne s'accumule le plus souvent pas en grande quantité dans la plante. Cela ne peut être observé qu'avec une quantité insuffisante de glucides, dans de telles conditions, la plante n'est pas en mesure de le transformer en substances inoffensives - la glutamine et l'asparagine. Un excès d'ammoniac dans les tissus peut entraîner des dommages directs. Cette circonstance doit être prise en compte lors de la culture d'une plante dans heure d'hiver dans une serre. Une forte proportion d'azote ammoniacal dans le substrat nutritif et un éclairage insuffisant, qui peuvent réduire le processus de photosynthèse, peuvent également endommager le parenchyme foliaire en raison d'une teneur élevée en ammoniac.

Les plantes potagères ont besoin d'azote tout au long de leur saison de croissance car elles construisent toujours de nouvelles pièces. Avec un manque d'azote, la plante commence à mal pousser. Les nouvelles pousses ne se forment pas, la taille des feuilles est réduite. Si l'azote est absent des vieilles feuilles, la chlorophylle qu'elles contiennent est détruite, à cause de cela, les feuilles deviennent vert pâle, puis jaunissent et meurent. En cas de famine aiguë, les couches médianes des feuilles deviennent jaunes et les supérieures deviennent vert pâle. Ce phénomène peut être traité facilement. Pour ce faire, il vous suffit d'ajouter du sel de nitrate au nutriment, de sorte qu'après 5 ou 6 jours, les feuilles deviennent vert foncé et que la plante continue à créer de nouvelles pousses.

Cet élément ne peut être absorbé par la plante que sous forme oxydée - l'anion SO4. Dans cette usine, une grande masse d'anion sulfate est réduite en groupes -S-S- et -SH. Dans ces groupes, le soufre fait partie des protéines et des acides aminés. L'élément fait partie de certaines enzymes, également des enzymes impliquées dans le processus respiratoire. Par conséquent, les composés soufrés affectent grandement les processus métaboliques et la formation d'énergie.

Le soufre est également présent dans la sève des cellules sous forme d'ion sulfate. Lorsque les composés contenant du soufre se décomposent, avec la participation de l'oxygène, le soufre est oxydé en sulfate. Si la racine meurt par manque d'oxygène, les composés contenant du soufre se décomposent en sulfure d'hydrogène, qui est toxique pour les racines vivantes. C'est l'une des raisons de la mort de tout le système racinaire avec un manque d'oxygène et son inondation. S'il y a un manque de soufre, alors, comme pour l'azote, la chlorophylle est résolue, mais les feuilles des couches supérieures sont parmi les premières à manquer de soufre.

Cet élément n'est absorbé que sous forme oxydée à l'aide de sels d'acides phosphoriques. L'élément se trouve également dans la composition des protéines (complexes) - nucléoprotéines, ce sont les substances les plus importantes du plasma et du noyau. En outre, le phosphore fait partie des substances analogues aux graisses et les phosphatides, qui jouent un rôle important dans la formation des surfaces membranaires dans la cellule, font partie de certaines enzymes et autres composés actifs. L'élément joue un rôle important dans la respiration aérobie et la glycolyse. L'énergie libérée au cours de ces processus s'accumule sous forme de liaisons phosphate et est ensuite utilisée pour synthétiser de nombreuses substances.

Le phosphore participe également au processus de photosynthèse. L'acide phosphorique ne peut pas être réduit dans une plante, il ne peut que se lier à d'autres substances organiques, formant des esters phosphoriques. Le phosphore dans le milieu naturel est contenu en grande quantité et dans la sève cellulaire, il s'accumule à l'aide de sels minéraux, qui constituent un fonds de réserve de phosphore. Les propriétés tampons des sels d'acide phosphorique sont capables de réguler l'acidité dans la cellule, en maintenant un niveau favorable. L'élément est très nécessaire à la croissance de la plante. Si au début la plante manque de phosphore, puis après s'être nourrie de sels de phosphore, la plante peut souffrir d'un apport accru de cet élément et d'une violation due à ce métabolisme de l'azote. Il est donc très important de s'assurer bonnes conditions nutrition phosphorée tout au long cycle de la vie végétaux.

Le calcium, le magnésium et le potassium sont absorbés par la plante à partir de divers sels (solubles) dont les anions n'ont pas d'effet toxique. Ils sont disponibles lorsqu'ils sont sous une forme absorbée, c'est-à-dire qu'ils sont associés à une substance insoluble qui a des propriétés acides. Lorsqu'ils sont libérés dans la plante, le calcium et le potassium ne tolèrent pas les transformations chimiques, mais ils sont nécessaires à la nutrition. Et ils ne peuvent pas être remplacés par d'autres éléments, tout comme le soufre, l'azote ou le phosphore ne peuvent pas être remplacés.

Le rôle principal du magnésium, du calcium et du potassium consiste dans le fait que lorsqu'ils sont adsorbés sur des particules colloïdales de protoplasme, ils forment autour d'eux des forces électrostatiques particulières. Ces forces jouent un rôle important dans la formation de la structure de la matière vivante, sans laquelle ni la synthèse des substances cellulaires ni Travail en équipe diverses enzymes. En même temps, les ions retiennent autour d'eux un certain nombre de molécules d'eau, c'est pourquoi le volume total des ions n'est pas le même. Les forces qui maintiennent l'ion directement à la surface de la particule colloïdale ne sont pas non plus égales. Il convient de noter que l'ion calcium a le plus petit volume - il est capable de rester sur la surface colloïdale avec une plus grande force. L'ion potassium a le plus grand volume, c'est pourquoi il est capable de former des liaisons d'adsorption moins fortes, et l'ion calcium peut le déplacer. La position intermédiaire était occupée par l'ion magnésium. Comme, lors de l'adsorption, les ions tentent de retenir une coquille d'eau, ce sont eux qui déterminent le pouvoir de rétention d'eau et la teneur en eau des colloïdes. S'il y a du potassium, alors le pouvoir de rétention d'eau du tissu augmente, et avec le calcium, il diminue. Il résulte de ce qui précède que dans la création de structures internes, le rapport des différents cations est important, et non leur contenu absolu.

Dans les plantes, l'élément est contenu en plus grande quantité que les autres cations, en particulier dans les parties végétatives. Le plus souvent trouvé dans la sève des cellules. Il y en a aussi beaucoup dans les cellules jeunes, riches en protoplasme, quantité importante de potassium à l'état adsorbé. L'élément est capable d'influencer les colloïdes plasmatiques, il liquéfie le protoplasme (augmente son hydrophilie). De plus, le potassium est un catalyseur pour de nombreux processus de synthèse : il catalyse généralement la synthèse de substances macromoléculaires simples, contribuant à la formation d'amidon, de protéines, de saccharose et de graisses. S'il est observé, un manque de potassium peut perturber les processus de synthèse et les acides aminés, le glucose et d'autres produits de décomposition commenceront à s'accumuler dans la plante. S'il y a un manque de potassium, un fusible marginal se forme sur les feuilles de la couche inférieure - c'est à ce moment que les bords de la plaque près de la feuille meurent, après quoi les feuilles deviennent bombées et des taches brunes se forment dessus. La nécrose ou les taches brunes sont associées à la formation de poison cadavérique dans les tissus végétaux et à une violation du métabolisme de l'azote.

L'élément doit être fourni à l'installation pendant tout le cycle de vie. Une grande partie de cet élément se trouve dans la sève cellulaire. Ce calcium ne participe pas spécialement aux processus métaboliques, il aide à neutraliser les acides en excès de nature organique. L'autre partie du calcium se trouve dans le plasma - ici le calcium agit comme un antagoniste du potassium, il agit dans le sens opposé par rapport au potassium, c'est-à-dire augmente la viscosité et réduit les propriétés hydrophiles des colloïdes plasmatiques. Pour que les processus se déroulent de manière normale, le rapport entre le calcium et le potassium directement dans le plasma est important, car ce rapport détermine les caractéristiques colloïdales du plasma. Le calcium se trouve dans la substance nucléaire, il est donc très important dans le processus de division cellulaire. Il joue également un rôle important dans la formation de diverses membranes cellulaires, tandis que le plus grand rôle dans la formation des parois des poils absorbants, où il pénètre sous forme de pectate. Si le calcium est absent du substrat nutritif, les points de croissance de la racine et des parties aériennes sont affectés à la vitesse de l'éclair, du fait que le calcium n'est pas transporté des parties anciennes aux parties jeunes. Il y a amincissement des racines, tandis que leur croissance est anormale ou s'arrête complètement. Lorsqu'elle est cultivée en culture artificielle avec de l'eau du robinet, l'absence de calcium est rare.

L'élément pénètre moins dans la plante que le calcium ou le potassium. Cependant, son rôle est très important, car l'élément fait partie de la chlorophylle (1/10 de tout le magnésium dans la cellule se trouve dans la chlorophylle). L'élément est vital - nécessaire pour les organismes sans chlorophylle, et son rôle ne s'arrête pas aux processus photosynthétiques. Le magnésium est un élément essentiel nécessaire au métabolisme respiratoire et catalyse et transporte de nombreuses liaisons phosphate différentes. Étant donné que les liaisons phosphate, riches en énergie, sont impliquées dans de nombreux processus de synthèse, elles ne peuvent tout simplement pas se passer de cet élément. S'il y a un manque de magnésium, les molécules de chlorophylle sont détruites, mais les nervures des feuilles restent vertes et les zones tissulaires situées entre les nervures deviennent plus pâles. C'est ce qu'on appelle la chlorose inégale, et c'est assez courant lorsqu'une plante manque de magnésium.

L'élément est absorbé par la plante à l'aide de composés organiques complexes, ainsi que sous forme de sels (solubles). La teneur totale en fer de la plante est faible (centièmes de pour cent). À tissus végétaux le fer est représenté par des composés organiques. Il convient également de savoir que l'ion fer peut passer librement de la forme ferreuse à la forme oxyde, ou vice versa. Par conséquent, étant dans diverses enzymes, le fer est impliqué dans les processus redox. De plus, l'élément fait partie des enzymes respiratoires (cytochrome, etc.).

Il n'y a pas de fer dans la chlorophylle, mais il participe à sa création. S'il y a un manque de fer, une chlorose peut se développer - avec cette maladie, la chlorophylle ne se forme pas et les feuilles jaunissent. En raison de la faible mobilité du fer dans les vieilles feuilles, il ne peut pas être transporté vers les jeunes feuilles. Par conséquent, la chlorose commence généralement par les jeunes feuilles.

S'il y a un manque de fer, la photosynthèse subit également un changement - la croissance de la plante ralentit. Pour prévenir la chlorose, vous devez ajouter du fer au substrat nutritif au plus tard 5 jours après le début de cette maladie. Si vous le faites plus tard, la probabilité de guérison est très faible.

À mesure que les rendements augmentent, l'importance de fournir aux champs des quantités suffisantes de chacun des 17 nutriments essentiels augmente. En particulier, en raison d'un certain nombre de facteurs, les besoins en calcium, magnésium et soufre ont augmenté. A cet égard, nous plaçons les recommandations des consultants américains sur l'introduction des mésoéléments.

Application d'engrais ne contenant pas de mésoéléments. La fertilisation est généralement effectuée avec des engrais qui ne contiennent ni magnésium ni soufre : phosphate diammonique, urée, nitrate d'ammonium, azote, phosphore ou chlorure de potassium. De ce fait, il y a une carence en soufre ou en magnésium. Ces engrais, ainsi que le phosphate monoammonique et l'ammoniac anhydre, ne contiennent pas du tout de calcium, de magnésium ou de soufre. Parmi tous les engrais courants, seul le superphosphate triple contient 14 % de calcium et ne contient ni magnésium ni soufre.

Croissance des rendements. Les rendements ont considérablement augmenté au cours de la dernière décennie. Le maïs, qui produit 12,5 t/ha, utilise 70 kg/ha de magnésium et 37 kg/ha de soufre. A titre de comparaison: avec un rendement de 7,5 t/ha, le magnésium est prélevé 33 kg/ha et le soufre - 22 kg/ha.

Réduire l'utilisation de pesticides contenant du soufre. Auparavant, les agriculteurs pouvaient compter sur une source de soufre comme les insecticides et les fongicides. Beaucoup de ces pesticides ont maintenant été remplacés par des produits qui ne contiennent pas de soufre.

Limitation des émissions dans l'atmosphère. Aux États-Unis, les émissions des fours métallurgiques et des centrales électriques sont limitées. Dans de nombreux autres pays, les émissions de soufre dans l'atmosphère provenant de la combustion de gaz dans les chaudières domestiques et industrielles ont diminué. De plus, dans les voitures modernes, les convertisseurs catalytiques absorbent le soufre, qui pénétrait auparavant dans l'atmosphère avec les gaz d'échappement. Tous ces facteurs ont réduit le retour de soufre au sol avec les précipitations.

Élimination des mésoéléments avec rendement, kg/ha

Culture	productivité, centre/ha
maïs
tomates
Betterave à sucre

Calcium

Le calcium ne fait pas l'objet d'une attention suffisante dans la préparation des schémas de fertilisation pour de nombreuses cultures à haut rendement et fruitières. Les exceptions sont les tomates et les arachides, qui nécessitent une bonne nutrition en calcium lorsqu'elles sont cultivées.

Dans le sol, le calcium remplace les ions hydrogène à la surface des particules de sol lorsque de la chaux est ajoutée pour réduire l'acidité. Il est essentiel pour les micro-organismes qui transforment les résidus de culture en matière organique, libèrent les nutriments et améliorent la structure du sol et la capacité de rétention d'eau. Le calcium aide à gagner des bactéries nodulaires fixatrices d'azote.

Fonctions du calcium dans la plante :

le calcium, avec le magnésium et le potassium, aide à neutraliser les acides organiques formés à la suite du métabolisme cellulaire chez les plantes ;

améliore l'absorption d'autres nutriments par les racines et leur transport par la plante ;

active un certain nombre de systèmes enzymatiques qui régulent la croissance des plantes ;

aide à la conversion de l'azote nitrique en les formes nécessaires à la formation des protéines;

nécessaire à la formation des parois cellulaires et à la division cellulaire normale ;

améliore la résistance aux maladies.

carence en calcium

La carence en calcium survient le plus souvent dans les sols acides et sablonneux en raison du lessivage de la pluie ou de l'eau d'irrigation. Ce n'est pas typique pour les sols où suffisamment de chaux a été ajoutée pour optimiser le niveau de pH. À mesure que l'acidité du sol augmente, la croissance des plantes devient plus difficile en raison d'une augmentation de la concentration d'éléments toxiques - aluminium et / ou manganèse, mais pas en raison d'un manque de calcium. Analyse du sol et chaulage suffisant - Le meilleur moyenéviter de tels problèmes.

La carence en calcium peut être évitée en analysant régulièrement le sol et en ajustant l'acidité en appliquant des doses optimales de chaux. Il est nécessaire de respecter une application équilibrée de calcium, magnésium et potassium. Il existe un antagonisme entre ces éléments : un surdosage de l'un entraîne une carence ou une neutralisation de l'autre. De plus, le calcium doit être appliqué pour une raison, mais dans certaines phases afin d'assurer certaines fonctions de la plante.

Sources de calcium

Un bon chaulage fournit efficacement du calcium à la plupart des cultures. La chaux calcite de haute qualité est efficace lorsqu'un ajustement du pH est nécessaire. Lorsque le magnésium est également déficient, des calcaires dolomitiques ou des calcaires de calcite peuvent être appliqués avec une source de magnésium telle que le sulfate de magnésium et de potassium. Le gypse (sulfate de calcium) est une source de calcium à un niveau de pH approprié.

Principales sources de calcium

Magnésium

Les plantes ont besoin d'énergie pour pousser. Le blé et d'autres cultures ont besoin de magnésium pour la photosynthèse. Le magnésium est un composant essentiel des molécules de chlorophylle : chaque molécule contient 6,7 % de magnésium.

Le magnésium agit également comme transporteur de phosphore dans la plante. Il est nécessaire à la division cellulaire et à la formation des protéines. L'absorption du phosphore est impossible sans magnésium, et vice versa. Ainsi, le magnésium est essentiel au métabolisme du phosphate, à la respiration des plantes et à l'activation d'un certain nombre de systèmes enzymatiques.

Magnésium dans le sol

La croûte terrestre contient 1,9 % de magnésium, principalement sous forme de minéraux contenant du magnésium. Avec l'altération progressive de ces minéraux, une partie du magnésium devient disponible pour les plantes. Les réserves de magnésium disponibles dans le sol sont parfois épuisées ou épuisées à cause du lessivage, de l'absorption par les plantes et des réactions chimiques d'échange.

La disponibilité du magnésium pour les plantes dépend souvent du pH du sol. Des études ont montré que la disponibilité du magnésium pour les plantes diminue à des valeurs de pH faibles. Sur les sols acides avec un pH inférieur à 5,8, l'excès d'hydrogène et d'aluminium affecte la disponibilité du magnésium et son absorption par les plantes. À un pH élevé (supérieur à 7,4), un excès de calcium peut interférer avec l'absorption du magnésium par les plantes.

Les sols sableux à faible capacité d'échange cationique ont une faible capacité à fournir les plantes en magnésium. Les applications de chaux à haute teneur en calcium peuvent exacerber les carences en magnésium en favorisant la croissance des plantes et en augmentant les besoins en magnésium. Des taux d'application élevés d'ammonium et de potassium peuvent perturber l'équilibre nutritionnel en raison de l'effet de la compétition ionique. La limite en dessous de laquelle la teneur en magnésium échangeable est considérée comme faible, et l'application de magnésium est justifiée, est de 25-50 ppm ou 55-110 kg/ha.

Pour les sols ayant une capacité d'échange cationique supérieure à 5 mEq par 100 g, le rapport calcium/magnésium dans le sol doit être maintenu à environ 10 : 1. Pour les sols sableux ayant une capacité d'échange cationique de 5 mEq ou moins, le rapport calcium/magnésium le rapport doit être maintenu à environ 5:1.

Comment compenser une carence en magnésium

Si l'analyse foliaire révèle une carence en magnésium dans une plante végétative, elle peut être compensée par l'apport de magnésium sous forme soluble avec l'eau de pluie ou d'irrigation. Cela rend le magnésium disponible pour le système racinaire et l'absorption par les plantes. De petites doses de magnésium peuvent également être appliquées à travers la feuille afin de corriger le contenu de cet élément ou de prévenir sa carence. Mais il est préférable d'ajouter du magnésium au sol avant le semis ou avant que la culture ne commence à pousser activement.

Sources de magnésium

substance		solubilité dans l'eau
calcaire dolomitique
chlorure de magnesium
l'hydroxyde de magnésium
nitrate de magnésium		+
l'oxyde de magnésium		-
sulfate de magnésium

Soufre

Soufre dans le sol

La source de soufre pour les plantes dans le sol est la matière organique et les minéraux, mais souvent ils ne suffisent pas ou ils sont sous une forme inaccessible aux cultures à haut rendement. La majeure partie du soufre du sol est liée à la matière organique et n'est pas disponible pour les plantes tant qu'elle n'est pas convertie en sulfate par les bactéries du sol. Ce processus est appelé minéralisation.

Les sulfates sont aussi mobiles dans le sol que l'azote sous forme de nitrate et, dans certains types de sol, ils peuvent être lessivés de la zone racinaire par de fortes pluies ou par l'irrigation. Les sulfates peuvent remonter à la surface du sol avec l'évaporation de l'eau, sauf dans les sols sableux ou grossiers où les pores capillaires sont rompus. La mobilité du sulfate de soufre rend difficile la mesure de sa teneur dans l'analyse du sol et l'utilisation de telles analyses pour prédire la nécessité d'une application de soufre.

Le soufre est contenu dans une plus grande mesure par les particules de sol argileux que l'azote nitrique. Des pluies intenses au début du printemps peuvent éliminer le soufre de la couche arable et la lier au fond si la couche arable est sablonneuse et le fond argileux. Par conséquent, les cultures qui poussent dans de tels sols peuvent présenter des symptômes de carence en soufre au début de la saison de croissance, mais à mesure que les racines pénètrent dans les couches inférieures du sol, cette carence peut disparaître. Sur les sols sablonneux sur tout le profil, avec peu ou pas de couche d'argile, les cultures répondront bien à l'application de soufre.

Soufre dans les plantes

Le soufre fait partie de chaque cellule vivante et est nécessaire à la synthèse de certains acides aminés (cystéine et méthionine) et protéines. Le soufre est également important pour la photosynthèse et la rusticité des cultures. De plus, le soufre est important pour le processus de conversion de l'azote nitrique en acides aminés.

Carence en soufre

En analyse visuelle, la carence en soufre est souvent confondue avec la carence en azote. Dans les deux cas, il y a un retard de croissance, accompagné d'un jaunissement général des feuilles. Le soufre dans la plante est immobile et ne se déplace pas des vieilles aux jeunes feuilles. Avec une carence en soufre, les jeunes feuilles jaunissent souvent en premier, tandis qu'avec une carence en azote, les plus âgées. Si la carence n'est pas très aiguë, ses symptômes peuvent ne pas se manifester visuellement.

Le moyen le plus fiable de diagnostiquer une carence en soufre consiste à analyser des échantillons de plantes pour le soufre et l'azote. La teneur normale en soufre des tissus végétaux de la plupart des cultures varie de 0,2 à 0,5 %. Le niveau optimal du rapport entre l'azote et le soufre est de 7: 1 à 15: 1. Si le rapport dépasse les limites ci-dessus, cela peut signaler une carence en soufre, mais pour un diagnostic précis, cet indicateur doit être considéré en combinaison avec indicateurs absolus d'azote et de soufre.

Dans des conditions de carence en soufre, l'azote sous forme de nitrate peut s'accumuler. L'accumulation de nitrates dans la plante peut empêcher la formation de graines dans certaines cultures comme le colza. Par conséquent, l'équilibre entre la teneur en soufre et la teneur en azote est important pour la santé des plantes.

Les cultures telles que la luzerne ou le maïs, qui produisent des rendements élevés en matière sèche, nécessitent les doses de soufre les plus élevées. En outre, les pommes de terre et de nombreuses cultures maraîchères ont besoin de soufre en grande quantité et produisent de meilleurs fruits lorsque des engrais contenant du soufre sont appliqués. Sans un régime alimentaire équilibré en soufre, les cultures qui reçoivent de fortes doses d'engrais azotés peuvent souffrir d'une carence en soufre.

Sources de soufre

L'eau d'irrigation peut parfois contenir des quantités importantes de soufre. Par exemple, lorsque la teneur en sulfate de soufre dans l'eau d'irrigation dépasse 5 parties par million, il n'y a aucune condition préalable à l'apparition d'une carence en soufre. La plupart des engrais contenant du soufre sont des sulfates, qui ont une solubilité moyenne à élevée dans l'eau. La source la plus importante de soufre insoluble dans l'eau est le soufre élémentaire, qui peut être oxydé en sulfates par les micro-organismes avant d'être utilisé par les plantes. L'oxydation se produit lorsque le sol est chaud, a une humidité, une aération et une taille de particules de soufre adéquates. Le soufre élémentaire est bien absorbé par le sol, puis par les cultures.

Sources de soufre

type d'engrais		solubilité dans l'eau	augmentation de l'acidité du sol
sulfate d'ammonium
thiosulfate d'ammonium
polysulfure d'ammonium
soufre élémentaire	au moins 85
sulfate de magnésium
superphosphate normal
sulfate de potassium
thiosulfate de potassium
urée enrobée de soufre

Dans les temps anciens, les gens utilisaient des composés de calcium pour la construction. Fondamentalement, c'était du carbonate de calcium, qui se trouvait dans les roches, ou le produit de sa combustion - la chaux. Le marbre et le plâtre ont également été utilisés. Auparavant, les scientifiques pensaient que la chaux, qui est de l'oxyde de calcium, est une substance simple. Cette idée fausse a existé jusqu'à la fin du XVIIIe siècle, jusqu'à ce qu'Antoine Lavoisier exprime ses hypothèses sur cette substance.

Extraction de chaux

Au début du XIXe siècle, le scientifique anglais Humphrey Davy a découvert le calcium pur grâce à l'électrolyse. De plus, il recevait de l'amalgame de calcium à partir de chaux éteinte et d'oxyde de mercure. Puis, après avoir distillé le mercure, il obtint du calcium métallique.

La réaction du calcium avec l'eau est violente, mais ne s'accompagne pas d'inflammation. En raison de la libération abondante d'hydrogène, la plaque contenant du calcium se déplacera dans l'eau. Une substance est également formée - l'hydroxyde de calcium. Si de la phénolphtaléine est ajoutée au liquide, il deviendra cramoisi brillant - par conséquent, Ca(OH)₂ est une base.

Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂↓ + H₂

La réaction du calcium avec l'oxygène

La réaction de Ca et O₂ est très intéressante, mais l'expérience ne peut pas être réalisée à la maison, car elle est très dangereuse.

Considérez la réaction du calcium avec l'oxygène, à savoir la combustion de cette substance dans l'air.

Attention! N'essayez pas de répéter cette expérience vous-même ! vous trouverez des expériences de chimie sûres que vous pouvez faire à la maison.

Prenons le nitrate de potassium KNO₃ comme source d'oxygène. Si le calcium a été stocké dans un liquide kérosène, il doit être nettoyé avant l'expérience avec un brûleur, en le tenant au-dessus d'une flamme. Ensuite, le calcium est plongé dans de la poudre de KNO₃. Ensuite, du calcium avec du nitrate de potassium doit être placé dans la flamme du brûleur. Le nitrate de potassium se décompose en nitrite de potassium et en oxygène. L'oxygène libéré enflamme le calcium et la flamme devient rouge.

KNO₃ → KNO₂ + O₂

2Ca + O₂ → 2CaO

Il convient de noter que le calcium ne réagit avec certains éléments que lorsqu'il est chauffé, notamment: le soufre, le bore, l'azote et autres.

DÉFINITION

sulfure de calcium- un sel moyen formé par une base forte - l'hydroxyde de calcium (Ca(OH) 2) et un acide faible - le sulfure d'hydrogène (H 2 S). La formule est CaS.

Masse molaire - 72g / mol. C'est une poudre blanche qui absorbe bien l'humidité.

Hydrolyse du sulfure de calcium

Hydrolysé à l'anion. La nature du milieu est alcaline. Théoriquement, une deuxième étape est possible. L'équation d'hydrolyse ressemble à ceci :

Première étape:

CaS ↔ Ca 2+ + S 2- (dissociation du sel);

S 2- + HOH ↔ HS - + OH - (hydrolyse anionique);

Ca 2+ + S 2- + HOH ↔ HS - + Ca 2+ + OH - (équation sous forme ionique) ;

2CaS + 2H 2 O ↔ Ca(HS) 2 + Ca(OH) 2 ↓ (équation moléculaire).

Deuxième étape:

Ca (HS) 2 ↔ Ca 2+ + 2HS - (dissociation du sel);

HS - + HOH ↔H 2 S + OH - (hydrolyse anionique) ;

Ca 2+ + 2HS - + HOH ↔ H 2 S + Ca 2+ + OH - (équation sous forme ionique) ;

Ca(HS) 2 + 2H 2 O ↔ 2H 2 S + Ca(OH) 2 ↓ (équation moléculaire).

Exemples de résolution de problèmes

EXEMPLE 1

Exercer	Lorsque le sulfure de calcium est chauffé, il se décompose, entraînant la formation de calcium et de soufre. Calculez les masses des produits de réaction si 70 g de sulfure de calcium contenant 20% d'impuretés étaient soumis à la calcination.
La solution	Nous écrivons l'équation de la réaction de calcination du sulfure de calcium : Allons trouver fraction massique sulfure de calcium pur (sans impuretés): ω(CaS) = 100 % - ω impureté = 100-20 = 80 % = 0,8. Trouver la masse de sulfure de calcium qui ne contient pas d'impuretés : m(CaS) = m impureté (CaS)× ω(CaS) = 70×0,8 = 56g. Déterminons le nombre de moles de sulfure de calcium ne contenant pas d'impuretés (masse molaire - 72 g/mol) : υ (CaS) \u003d m (CaS) / M (CaS) \u003d 56/72 \u003d 0,8 mol. Selon l'équation υ (CaS) = υ (Ca) = υ (S) = 0,8 mol. Trouver la masse des produits de réaction. La masse molaire du calcium est de - 40 g / mol, du soufre - 32 g / mol. m(Ca)= υ(Ca)×M(Ca)= 0,8×40 = 32g; m(S)= υ(S)×M(S)= 0,8×32 = 25,6g.
Réponse	La masse de calcium est de 32 g, de soufre - 25,6 g.

EXEMPLE 2

Exercer	Un mélange composé de 15 g de sulfate de calcium et de 12 g de charbon a été calciné à une température de 900 o C. En conséquence, du sulfure de calcium s'est formé et du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone ont été libérés. Calculer la masse de sulfure de calcium.
La solution	Nous écrivons l'équation de réaction pour l'interaction du sulfate de calcium et du charbon : CaSO 4 + 4C \u003d CaS + 2CO + CO 2. Trouvez le nombre de moles des substances de départ. La masse molaire du sulfate de calcium est de 136 g/mol, celle du charbon est de 12 g/mol. υ (CaSO 4) \u003d m (CaSO 4) / M (CaSO 4) \u003d 15/136 \u003d 0,11 mol; υ (C) \u003d m (C) / M (C) \u003d 12/12 \u003d 1 mol. Sulfate de calcium en pénurie (υ (CaSO 4)<υ(C)). Согласно уравнению реакции υ(CaSO 4)=υ(CaS) =0,11 моль. Найдем массу сульфида кальция (молярная масса – 72 г/моль): m(CaS)= υ(CaS)×M(CaS)= 0,11×72 = 7,92 g.
Réponse	La masse de sulfure de calcium est de 7,92 g.

En ce qui concerne le calcium, les plantes sont divisées en trois groupes : les calciophiles, les calciophobes et les espèces neutres. La teneur en calcium des plantes est de 0,5 à 1,5% de la masse de matière sèche, mais dans les tissus matures des plantes calciphiles, elle peut atteindre 10%. Les parties aériennes accumulent plus de calcium par unité de masse que les racines.

Les propriétés chimiques du calcium sont telles qu'il forme facilement des complexes suffisamment forts et en même temps labiles avec des composés oxygénés de macromolécules. Le calcium peut se lier aux sites intramoléculaires des protéines, entraînant un changement de conformation, et former des ponts entre des composés complexes de lipides et de protéines dans la membrane ou des composés de pectine dans la paroi cellulaire, assurant la stabilité de ces structures. Par conséquent, en conséquence, avec une carence en calcium, la fluidité des membranes augmente fortement, les processus de transport membranaire et de bioélectrogenèse sont également perturbés, la division et l'allongement cellulaires sont inhibés et les processus de formation de racines s'arrêtent. Le manque de calcium entraîne un gonflement des substances pectines et une perturbation de la structure des parois cellulaires. Une nécrose apparaît sur les fruits. Dans le même temps, les limbes des feuilles sont pliés et tordus, les pointes et les bords des feuilles deviennent blancs au début, puis deviennent noirs. Les racines, les feuilles et des parties de la tige pourrissent et meurent. Tout d'abord, les jeunes tissus méristématiques et le système racinaire souffrent d'un manque de calcium.

Les ions Ca 2+ jouent un rôle important dans la régulation de l'absorption des ions par les cellules végétales. La teneur en excès de nombreux cations toxiques pour les plantes (aluminium, manganèse, fer, etc.) peut être neutralisée en se liant à la paroi cellulaire et en déplaçant les ions Ca 2+ de celle-ci dans la solution.

Le calcium joue un rôle important dans les processus de signalisation cellulaire en tant que second messager. Les ions Ca 2+ ont une capacité universelle à conduire une variété de signaux qui ont un effet primaire sur la cellule - hormones, agents pathogènes, effets de la lumière, de la gravitation et du stress. Une caractéristique de la transmission d'informations dans la cellule à l'aide d'ions Ca 2+ est la méthode ondulatoire de transmission du signal. Les ondes Ca et les oscillations Ca initiées dans certaines zones des cellules sont à la base de la signalisation du calcium dans les organismes végétaux.

Le cytosquelette est très sensible aux modifications de la teneur en calcium cytosolique. Les modifications locales de la concentration des ions Ca 2+ dans le cytoplasme jouent un rôle extrêmement important dans l'assemblage (et le désassemblage) de l'actine et des filaments intermédiaires et dans l'organisation des microtubules corticaux. Le fonctionnement dépendant du calcium du cytosquelette se déroule dans des processus tels que la cyclose, le mouvement flagellaire, la division cellulaire et la croissance des cellules polaires.

Le soufre est l'un des principaux éléments nutritifs nécessaires à la vie végétale. Sa teneur dans les tissus végétaux est relativement faible et s'élève à 0,2 - 1,0% sur la base du poids sec.Le soufre ne pénètre dans les plantes que sous une forme oxydée - sous la forme d'un ion sulfate. Le soufre se trouve dans les plantes sous deux formes - oxydé et réduit. La majeure partie du sulfate absorbé par les racines se déplace vers la partie aérienne de la plante à travers les vaisseaux du xylème jusqu'aux jeunes tissus, où il est intensément inclus dans le métabolisme. Une fois dans le cytoplasme, le sulfate est réduit avec la formation de groupes sulfhydryle de composés organiques (R-SH). À partir des feuilles, le sulfate et les formes réduites de soufre peuvent se déplacer à la fois de manière acropète et basipète vers les parties en croissance de la plante et les organes de stockage. Dans les graines, le soufre se trouve principalement sous forme organique. La part de sulfate est minime dans les jeunes feuilles et augmente fortement avec leur vieillissement en raison de la dégradation des protéines. Le soufre, comme le calcium, n'est pas susceptible d'être réutilisé et s'accumule donc dans les vieux tissus végétaux.

Les groupes sulfhydryle font partie des acides aminés, des lipides, de la coenzyme A et de certains autres composés. Le besoin en soufre est particulièrement élevé dans les plantes riches en protéines, telles que les légumineuses et les plantes crucifères, qui synthétisent des huiles de moutarde contenant du soufre en grande quantité. Il fait partie des acides aminés cystéine et méthionine, qui peuvent être trouvés à la fois sous forme libre et dans le cadre de protéines.

L'une des principales fonctions du soufre est associée à la formation de la structure tertiaire des protéines en raison des liaisons covalentes des ponts disulfure formés entre les résidus de cystéine. Il fait partie d'un certain nombre de vitamines (acide lipoïque, biotine, thiamine). Une autre fonction importante du soufre est de maintenir une certaine valeur du potentiel redox de la cellule par des transformations réversibles :

Un apport insuffisant de soufre aux plantes inhibe la synthèse des protéines, réduit l'intensité de la photosynthèse, la vitesse des processus de croissance. Les symptômes externes de la carence en soufre sont des feuilles pâles et jaunies, qui se manifestent d'abord dans les plus jeunes pousses.

Le magnésium en termes de teneur dans les plantes se classe au quatrième rang après le potassium, l'azote et le calcium. Dans les plantes supérieures, sa teneur moyenne en poids sec est de 0,02 à 3,1%, dans les algues de 3,0 à 3,5%. Surtout beaucoup dans les jeunes cellules, les organes génitaux et les tissus de stockage. L'accumulation de magnésium dans les tissus en croissance est facilitée par sa mobilité relativement élevée dans la plante, ce qui permet de réutiliser ce cation issu des organes vieillissants. Cependant, le degré de réutilisation du magnésium est bien inférieur à celui de l'azote, du phosphore et du potassium, car une partie de celui-ci forme des oxalates et des pectates insolubles et incapables de se déplacer dans la plante.

Dans les graines, la majeure partie du magnésium entre dans la composition de la phytine. Environ 10 à 15 % de Mg fait partie de la chlorophylle. Cette fonction du magnésium est unique et aucun autre élément ne peut la remplacer dans la molécule de chlorophylle. La participation du magnésium au métabolisme d'une cellule végétale est associée à sa capacité à réguler le travail d'un certain nombre d'enzymes. Le magnésium est un cofacteur pour presque tout le monde. les enzymes qui catalysent le transfert des groupements phosphates sont nécessaires au fonctionnement de nombreuses enzymes de la glycolyse et du cycle de Krebs, ainsi qu'à la fermentation alcoolique et lactique. Le magnésium à une concentration d'au moins 0,5 mM est nécessaire à la formation de ribosomes et de polysomes, à l'activation des acides aminés et à la synthèse des protéines. Avec une augmentation de la concentration de magnésium dans les cellules végétales, les enzymes impliquées dans le métabolisme du phosphate sont activées, ce qui entraîne une augmentation de la teneur en formes organiques et inorganiques des composés phosphorés dans les tissus.

Les plantes manquent de magnésium principalement sur les sols sableux et podzoliques. Sa carence affecte principalement le métabolisme du phosphore et, par conséquent, l'énergie de la plante, même si les phosphates sont présents en quantité suffisante dans le substrat nutritif. Une carence en magnésium inhibe également la conversion des monosaccharides en polysaccharides et provoque de graves perturbations dans la synthèse des protéines. La privation de magnésium entraîne une perturbation de la structure des plastes - les grana se collent, les lamelles du stroma se brisent et ne forment pas une seule structure, à la place de nombreuses vésicules apparaissent.

Un symptôme externe de la carence en magnésium est la chlorose interveinale associée à l'apparition de taches et de rayures vert clair puis jaunes entre les nervures vertes des feuilles. Les bords des limbes des feuilles deviendront jaunes, oranges, rouges ou rouge foncé. Les signes de carence en magnésium apparaissent d'abord sur les vieilles feuilles, puis se propagent aux jeunes feuilles et aux organes de la plante, et les zones foliaires adjacentes aux vaisseaux restent vertes plus longtemps.