В составе растений обнаружены почти все элементы периодической системы Д.И. Менделеева, но роль многих из них еще недостаточно изучена.

В наибольшем количестве растения поглощают азот, фосфор, калий, кальций, магний, серу. Эти элементы называют макроэлементами , их содержание в растениях исчисляется целыми процентами или десятыми долями.

Азот (N) входит в состав всех белков, нуклеиновых кислот, аминокислот, хлорофилла, ферментов, многих витаминов, липоидов и других органических соединений, образующихся в растениях. Недостаток азота вызывает прекращение роста и пожелтение листьев из-за нарушения образования хлорофилла.

Азот - очень подвижный элемент, при недостатке он перемещается из старых листьев в новые, более молодые. Появляются признаки азотного голодания - сначала в пожелтении самых нижних листьев, а затем, если процесс не остановить, в отмирании листьев выше.

Избыток азота ведет к неестественно быстрому росту, формированию рыхлых тканей, что делает их более подверженными различным заболеваниям. Удлиняется вегетационный период и задерживается начало цветения, у некоторых растений передозировка азотных удобрений может так сдвинуть внутренние процессы, что приведет к полному отказу от цветения. Избыток азота также задерживает усвоение растением калия.

Фосфор (Р) играет исключительно важную роль в жизни растений. Большинство процессов обмена веществ осуществляется только при его участии. Он обеспечивает здоровье корней, закладку бутонов, вызревание плодов и семян, увеличивает зимостойкость.

При недостатке фосфора задерживается цветение и созревание, образуются дефектные плоды, листья приобретают красно-коричневый оттенок. В первую очередь поражаются старые нижние листья, затем процесс распространяется выше.

Избыток фосфора замедляет обмен веществ, делает растение менее устойчивым к недостатку воды, ухудшает усвоение железа, калия и цинка, что приводит к общему пожелтению, хлорозу, появлению ярких некротических пятен, опадению листьев. Развитие растения ускоряется, оно быстро стареет.

Некоторые растения особенно негативно реагируют на внесение больших доз фосфорных удобрений. Это относится, в первую очередь, к выходцам из Австралии, где почвы бедны фосфором. Не любят подкормок фосфором хвойные растения. Особую осторожность при внесении этого элемента требуют и гибискусы, для которых не рекомендуется использовать богатые фосфором удобрения для цветущих растений.

Калий (К) играет важнейшую физиологическую роль в углеводном и белковом обмене растений, в процессах фотосинтеза и водного обмена, повышает устойчивость к увяданию и преждевременному обезвоживанию, укрепляет ткани растения и делает их более устойчивыми к болезням и вредителям.

Он легко передвигается из старых тканей растения, где был уже использован, в молодые. Недостаток калия, так же как и его избыток, отрицательно сказывается на количестве и качестве урожая. При избытке калия задерживается поступление азота в растение, наступает торможение роста, деформации и хлороз листьев, в первую очередь старых. На более поздних стадиях появляются мозаичные пятна, листья вянут и опадают. Избыток калия также ухудшает усвоение магния или кальция.

Магний (Mg) входит в состав хлорофилла и непосредственно участвует в фотосинтезе. А еще необходим для образования запасного вещества фитина, содержащегося в семенах растений, и пектиновых веществ.

Магний активизирует деятельность многих ферментов, участвующих в образовании и превращении углеводов, белков, органических кислот, жиров; влияет на передвижение и превращение фосфорных соединений, плодоношение и качество семян. Максимальное содержание магния в вегетативных органах растений отмечается в период цветения. После цветения в растении резко снижается количество хлорофилла и происходит отток магния из листьев и стеблей в семена, где образуются фитин и фосфат магния.

Недостаток магния проявляется в пожелтении листьев, хлорозе.

Кальций (Ca ) участвует в углеводном и белковом обмене растений, образовании и росте хлоропластов. Он необходим для нормального усвоения растением аммиачного азота, затрудняет восстановление в растениях нитратов до аммиака. От кальция в высокой степени зависит построение нормальных клеточных оболочек.

В отличие от азота, фосфора и калия, находящихся обычно в молодых тканях, кальций содержится в значительных количествах в старых тканях; при этом его больше в листьях и стеблях, чем в семенах.

Сера (S ) входит в состав аминокислот цистина и метионина, является составной частью белков и некоторых витаминов, влияет на образование хлорофилла. Недостаток серы ведет к хлорозу, в первую очередь молодых листьев.

Не менее важны и другие элементы питания - железо, медь, марганец, молибден, цинк, кобальт, бор и др., которые принято называть микроэлементами. Они потребляются растениями в небольших количествах, но недостаток их ведет к серьезным дефектам развития растений. Содержание микроэлементов в растении исчисляется сотыми и тысячными долями процента.

• Железо (Fe ) входит в состав ферментов, участвующих в построении хлорофилла, хотя непосредственно в него этот элемент не входит. Железо участвует в окислительно-восстановительных процессах, протекающих в растениях, оно является составной частью дыхательных ферментов. Недостаток железа ведет к распаду ростовых веществ (ауксинов), синтезируемых растениями, при этом листья становятся бледно-желтыми. Чаще всего он наблюдается при избытке карбонатов и в сильно известкованных субстратах. Железо не может передвигаться из старых тканей в молодые.
• Медь (Cu ) входит в состав медьсодержащих белков, ферментов, она также принимает участие в процессе фотосинтеза, углеводного и белкового обмена.
• Марганец (Mn ) входит в состав окислительно-восстановительных ферментов и принимает участие в фотосинтезе, углеводном и азотном обмене.
• Молибден (Mo ) играет большую роль в азотном питании. Он локализуется в молодых растущих органах и меньше - в стеблях, корнях. При недостатке молибдена задерживается развитие клубеньков на корнях бобовых растений и фиксация азота. Внесение в почву молибдена способствует усвоению азотных удобрений растениями, но высокое содержание молибдена весьма токсично для растений.
• Цинк (Zn ) оказывает влияние на обмен энергии и веществ в растении. При недостатке цинка уменьшается содержание сахарозы и крахмала, повышается накопление органических кислот, снижается содержание ауксина, нарушается синтез белка, характерна задержка роста.
• Кобальт (Co ) участвует в биологической фиксации молекулярного азота.
• Бор (B ) участвует в реакциях углеводного, белкового, нуклеинового обмена и других процессах. Он необходим растениям в течение всего периода жизни. От его недостатка страдают прежде всего молодые листья и точки роста. Избыток бора вызывает ожог нижних листьев, они желтеют и опадают.

Дефицит какого-то элемента питания не замедлит сказаться на развитии растения, но зачастую бывает очень сложно определить истинную причину нарушения роста. Избыток одного элемента может ингибировать усвоение другого, поэтому внося излишек одного вещества, мы можем вызвать голодание по другому. Важно не только внести все необходимые элементы питания, но и правильно подобрать их соотношение.

Чем больше ученые узнают строение компонентов биосферы, тем становится понятнее, что нет элементов просто "полезных" и "вредных". Для каждого из них есть определенный диапазон концентраций, за пределами которого полезный элемент превращается в вредное (ядовитый). Многое также зависит и от форм их нахождения в каждом конкретном случае, поэтому отнесение того или иного элемента в группу токсичных достаточно условно, которое отражает только высокую вероятность проявления его негативного воздействия на организм растений, животных и человека. Причины повышенного интереса к микроэлементам кроются в их огромном значении как в живом веществе планеты, так и в геологических процессах, происходящих в различных геосферах планеты (В. П. Кирилюк, 2006).

Недостаток или избыток химических элементов в горных породах, почвах, природных водах отражается на нормальном развитии биоценозов, вызывает эндемические заболевания растений, животных и человека. Заболевания, вызываемые токсическим действием веществ, попавших в организм очень малых количествах, известны с античных времен (например, меркуриализм - отравление ртутью, сатурнизм - отравление свинцом).

Все патологические процессы, вызванные дефицитом, избытком или дисбалансом микроэлементов в организме получили название микроэлементозов. В медицине появился даже новое направление - микроелементология , которая изучает сбалансированность обеспечения организма человека микроэлементами.

Значение микроэлементов для растений

Для выращивания высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур наряду с биоэлементами (С, Η, О, N, Р, К, Са, Mg, S) важное значение в питании растений имеют еще около 18 элементов, прежде всего - в, Mn, Cu, Zn , Co, Mo. Поскольку содержание этих элементов в растениях и почвах достаточно мал (0,01-0,001% в пересчете на сухое вещество), их называют микроэлементами , а удобрения, которые содержат - микроудобрениями . Для выращивания высоких полноценных урожаев сельскохозяйственных культур необходимо учитывать их требования к микроэлементного состава питательной среды.

Выделяют несколько биологических групп растений, характеризующихся повышенной потребностью в тех или иных микроэлементах. Так, зерновые прежде всего реагируют на медь, бобовые - на молибден и бор, кукуруза - цинком, подсолнечник - на бор и медь, рапс - на бор и марганец (табл. 6.1).

Большинство микроэлементов необходимых для нормального роста и развития растений, поскольку они участвуют в таких важных процессах, как фотосинтез (Mn, Fe, Си), дыхания (Mn, Fe, Cu, Zn, Со), углеводный, жировой и белковый обмены, образование органических кислот и ферментов (Μη, V, Cu, Ni, Mo, Zn), процессы связывания свободного азота (Мо, В, Mn, Fe), превращения соединений азота и фосфора (В, Zn, Cu, Mn, Mo) , развитие клубеньковых бактерий (Cu, Mo, В), являются катализаторами различных реакций (Fe, Mn, Mo, Cu, Zn и др.). Известно, что А1, В, Cu, Со, Мо, Zn выполняют специфические функции в защитных механизмах морозостойких и засухоустойчивых видов растений.

Таблица 6.1. Биологическая потребность некоторых сельскохозяйственных культур в микроэлементах (обобщенные данные)

Примечание. Чувствительность: + - низкая; ++ - Средняя; +++ - Высокая.

Действие микроэлементов на физиологические процессы объясняется их содержанием ферментов, витаминов, гормонов и других биологически активных веществах. По оптимального обеспечения растений микроэлементами ускоряются их развитие и созревание семян, повышается устойчивость к болезням и вредителям, снижается действие против внешних неблагоприятных факторов - засухи, низких и высоких температур воздуха и почвы. В отличие от пестицидов микроэлементы повышают иммунитет растений.

Известно, что марганец, медь, цинк, бор и другие микроэлементы входят в состав противогрибковых и противобактериальных препаратов, поэтому удобрения, содержащие их, имеют снижать и заболеваемость сельскохозяйственных культур. Установлено, что на фоне применения микроудобрений пораженность овса головней уменьшается вдвое, пшеницы яровой - головней и мучнистой росой в 10 раз, ячменя головней и гельминтоспорозом - вдвое, пшеницы озимой септориозом, мучнистой росой и церкоспорозом - на 10%, подсолнечника мучнистой росой и белой гнилью - в 3-4 раза, кукурузы головней - на 60-80% (С. Ю. Булыгин и др., 2007).

Кроме того, они защищают растения от бактериальных и грибных болезней (табл. 6.2).

Таблица 6.2. Влияние микроэлементов на физиологическую устойчивость растений к болезням (В. Т. Куркаев, А. X. Шеуджен, 2000)

Так, борьбе, молибденовые, медные и цинковые удобрения снижают вредоносность ржавчины, полиспорозу, антракнозу, кобальтовые и марганца удобрения эффективны в борьбе с мучнистой росой зерновых культур и фитофторозом помидора; предпосевная обработка семян гороха молибденом, цинком и кобальтом способствует снижению численности личинок клубеньковых долгоносика; марганец, медь и бор повышают устойчивость зерновых культур в Гессенской мухи.

Снижают повреждения гельминтоспориозом зерновых культур марганец, корнеедом свеклы - цинк, ризоктониозом картофеля - медь, марганец, фитофторозом картофеля - медь, молибден, марганец, черной ножкой картофеля - медь, марганец, грыжей капусты - марганец, бор, фомозом моркови - бор, черным раком яблони - бор, марганец, серой гнилью земляники - марганец.

Во всех случаях наибольшая эффективность микроэлементов в защите растений от патогенов проявляется при их применении на фоне оптимального питания микроэлементами.

Влияние микроудобрений на фитосанитарное состояние агроэкосистем возможен в нескольких направлениях: повышение физиологической устойчивости и адаптивности растений; снижение репродуктивной способности вредных организмов в растениях-хозяевах; задержание скорости передачи возбудителей в здоровые растения; изменение толщины кутикулы и эпидермиса, создает у растений защитный слой; изменение скорости роста и развития растений, нарушает взаимодействие возбудителя и растения в критические периоды формирования урожая.

В течение всего вегетационного периода растения нуждаются основных микроэлементов. Некоторые микроэлементы НЕ реутилизуються, то есть не передвигаются из старых органов в моложе.

Микроэлементы жизненно важные для растений и оказывают прямое воздействие на организм, их специфический биохимический влияние нельзя заменить другими веществами. Без них растение не может ни расти, ни завершить некоторые метаботични цикла. их недостаток обязательно должна быть компенсирована. Только тогда можно получить качественную продукцию, которая соответствует оптимальному содержанию для определенного сорта сахаров, аминокислот, витаминов.

Растения способны использовать микроэлементы только в водорастворимой (подвижной) форме), неподвижная форма микроэлемента может быть использована растениями после протекания сложных биохимических процессов с участием гуминовых кислот почвы. В большинстве случаев эти процессы происходят медленно и в условиях орошения значительная часть подвижных форм микроэлементов может вымываться. Все микроэлементы, кроме бора, входят в состав тех или иных ферментов, а бор локализуется в субстрате и участвует в перемещении сахаров через мембраны вследствие образования вуглеводно- боратного комплекса.

Большинство микроэлементов являются активными катализаторами, которые ускоряют целый ряд биохимических реакций. Совместное действие микроэлементов значительно усиливает их каталитическую действие. Во многих случаях только их сочетание может обеспечить нормальное развитие растений.

Однако сводить роль микроэлементов только к их каталитического действия неправильно. Они оказывают значительное влияние на образование биоколоидив, направленность биохимических процессов. Так, марганец регулирует соотношение двух- и трехвалентного железа в клетках. Соотношение железо: марганец должно быть> 2. Медь защищает от разрушения хлорофилл и позволяет повысить нормы азота и фосфора почти вдвое. Бор и марганец активируют процесс фотосинтеза после подмерзания растений. Неблагоприятное соотношение между азотом, фосфором и калием может привести к болезни растений, которые лечат с помощью микроудобрений.

Оптимальное питание растений микроэлементами повышает их устойчивость к неблагоприятным погодным условиям:

Медь, цинк, марганец, кобальт, молибден положительно влияют на засухоустойчивость растений, сохраняют более высокий уровень синтеза белка, повышают содержание аскорбиновой кислоты, пролина, амидов, нуклеиновых кислот, выполняют в растениях защитную функцию;

Бор, цинк и марганец обеспечивают устойчивость растений к резким колебаниям температур;

Бор и молибден снижают у растений транспирации днем и повышают ее утром, увеличивают содержание связанной воды и Водоудерживающая возможности тканей, уменьшают дневную депрессию фотосинтеза;

Цинк и медь повышают морозостойкость растений.

Многие ученые называют их "элементами жизни", отмечая, что в их отсутствие жизни растений и животных становится невозможным. Недостаток микроэлементов в почве не приводит к гибели растений, но является причиной нарушения обмена веществ, вызывает к заболеванию растений и животных. Основы применения микроэлементов в сельском хозяйстве должны основываться не только на потребностях в них той или иной культуры, но и в большей степени на их содержимом в почве, определяет их содержание в растениях, влияет на производительность и качество урожая. Поэтому основой для разработки мероприятий по производству и применению удобрений должно быть содержание подвижных форм микроэлементов в почвах, их географическая распространенность и распределение по почвенному профилю. В то же время микроэлементы как тяжелые металлы в концентрациях, превышающих потребности в них растений, могут нарушать биологические циклы, подавлять, а иногда и привести к гибели растений. Особенно токсичны для живых организмов высокие концентрации таких элементов, как Pb, Cd, Co, Cu, Zn, Ni. Поэтому, несмотря на высокую эффективность микроудобрений, допускать их бездумного применения нельзя, так как это может привести к накоплению в почве токсического количества тяжелых металлов. Избыток микроэлементов, как и их недостаток вызывают метаболические нарушения в растениях. В целом растение устойчива к повышенным, чем в пониженных концентраций микроэлементов. В процессе эволюции у растений выработались механизмы, регулирующие поступление и содержание в них химических элементов. Это не означает, что устанавливается постоянное содержание химических элементов в органах: наблюдаются колебания. Иногда значительные. Схему защитных реакций растений против чрезмерного поступления микроэлементов приведены на рис. 6.1.

Рис. 6.1.

Корни является главным аккумулятором микроэлементов, задерживает их проникновения в стебель. Основная их часть локализуется по периферии корней в зоне так называемого пояса Каспари. Вместе с этим защитные возможности корневой системы ограничены и при значительном поступления токсичных ионов из почвы она может полностью защитить вегетативную массу от загрязнения. Стебель содержит меньше токсичных элементов и ограничивает их поступления в генеративные органы, поэтому в семенные всегда меньше тяжелых металлов, чем в корнях или стеблях.

Особенно высокая степень адаптации то токсичных концентраций некоторых микроэлементов имеют более низкие растения - микроорганизмы, мхи, лишайники. Высшие растения менее устойчивы к повышенным концентрациям микроэлементов (табл. 6.3).

Таблица 6.3. Проявления токсичности микроэлементов в сельскохозяйственных культур (обобщенно В. П. Кирилюком, 2006)

Биодоступность микроэлементов, поступающих из воздуха сквозь листья (фолиарне поглощения), также может значительно влиять на загрязнение продукции растениеводства. Это имеет и практическое значение при проведении внекорневых подкормок, особенно такими элементами, как железо, марганец, цинк и медь. Микроэлементы, поглощенные листьями, могут переноситься в другие ограни, включая корни, где избыточное количество этих элементов может откладываться. Скорость перемещения микроэлементов во многом зависит от органа растения, его возраста и природы микроэлемента. Часть микроэлементов, захваченных листьями, может вымываться дождевой или поливной водой.

Впервые биологическую роль микроэлементов в жизни растений начал исследовать В. И. Вернадский. Большой вклад в решение теоретических и практических вопросов учения о микроэлементах сделали Е. В. Бобко, Я. В. Пейве, М. В. Каталымова, А. К. Кедров-Зихман, А. П. Винноградов, В. А. Ковда, Г. В. Добровольский,

А. 1. Перельман, М. Я. Школьник и др. Основоположником учения о микроэлементах и микроудобрения в Украине был П. А. Власюк, который рассматривал их как необходимые для жизни растений факторы окружающей среды. Он доказал специфику и многофункциональную роль отдельных микроэлементов, создал новые формы удобрений, разработал методы и способы их применения для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур.

Выразительная признак недостатка микроэлементов в растениях - нарушение их нормального роста. Прежде всего это касается В, Mn, Cu, Zn, Мо и др.

Основным источником микроэлементов для растений является почва. их доступность определяют по наличию подвижных форм, меди, цинка, молибдена и кобальта составляют 5-15% валового содержания, для бора - 10-30% (табл. 6.4).

Таблица 6.4. Группировка почв по содержанию подвижных соединений микроэлементов, мг / кг (И. П. Яцук, С.А. Балюк, 2013)

Примечание. Экстракционный раствор: ацетатно-аммонийный с pH 4,8 (* 1); оксалатно-буферный с pH 3,3 (* 2) вода (* 3).

Группировка почв по способности обеспечивать растения одними и теми же микроэлементами, которые переходят в ацетатно-аммонийную и другие вытяжки, не совпадают. Это связано с разным количеством микроэлементов, которые вытесняются из почвы этими экстрагентами. Так, содержание подвижных соединений марганца в почвах, вытесненных ацетатно-аммонийным буферным раствором с pH 4,8, в среднем в 3-4 раза меньше, чем в вытяжке 0,1 н H2SO4; содержание цинка, наоборот, в ацетатно-аммонийной вытяжке в 2-4 раза больше, чем в 1 н растворе КС1; медь и кобальт буферным раствором экстрагируется мало, в среднем в 6-8 раз меньше, чем 1 н НС1 и 1 н HNO3.

Необходимо быть очень осторожным при оценке обеспеченности почв подвижными формами микроэлементов и разработки на их основе практических рекомендаций, так как их содержание значительно меняется в зависимости от времени взятия пробы. Эти колебания могут быть настолько значительными, что в разные сроки вегетационного периода один и тот же грунт может оказаться хорошо и слабо обеспеченным подвижными формами микроэлементов.

По сравнению с макроэлементами содержимое микроэлементов в почвах невысок. Поэтому все почвы способны полностью удовлетворить потребности растений в микроэлементах. Основной причиной дефицита микроэлементов в первую очередь является их слабая доступность для растений. Большинство почв Полесья хорошо обеспечены марганца и удовлетворительно медью, но они мало содержат бора, молибдена, цинка. Почвы Лесостепи богатые марганец, достаточно обеспечены медью, удовлетворительно молибденом, слабо - бором и цинком.

Закономерности распределения микроэлементов в почвах Украины обусловлены широкими природными свойствами самих элементов, минералого-геохимическими особенностями грунтотворних пород, физико-химическими характеристиками почв, ландшафтными и техногенными условиями. В грунтотворних глинистых породах с высоким содержанием коллоидных фракций и преобразованием минералов монтморилонитового типа содержится максимальное количество элементов, меньше всего их в флювиогляциальных, песчаных и супесчаных отложениях. Бедные на химические элементы зональные почвы Полесья, а максимальный содержимое валовых и подвижных форм характерен для почв степной зоны.

На основе информации о содержании и распределение микроэлементов в почвах Украины можно проводить биохимическое районирования той или иной территории, определить эффективность применения микроудобрений, подкармливать животных, а также прогнозировать природно-очаговые и, возможно, эндемичные заболевания животных и человека.

Всего в большинстве почв Украины обычно не фиксируется ни недостатка, ни избытка микроэлементов. Это объясняется спецификой грунтотворних пород, которую унаследовали и почвы. При относительной благополучия, свойственной черноземам, сельскохозяйственные культуры положительно реагируют на дополнительное внесение бора, марганца, меди, молибдена и цинка. Можно считать, что речь идет о стимулирующее действие, а не о недостатке микроэлементов.

Микроэлементы — это вещества, требующиеся для роста растений в минимальных количествах. Они обязательно должны быть в почве, но в очень маленьких количествах. Например, содержание азота в песчаном субстрате должно быть в пределах 120-150 мг/л, фосфора — 60 мг/л, калия — 150-200 мг/л, железа — 5-10 мг/л, цинка — 1 мг/л, а бора — 0,2-0,3 мг/л. В число микроэлементов, необходимых растению, включаются сера, железо, бор, молибден, медь, марганец, цинк, кобальт.

❖ Сера входит в растительные белки-аминокислоты: метионин, цистин, цистеин, ферменты, в горчичное и чесночное масло. Сера принимает участие в азотном, углеводном обмене, в процессе дыхания, синтезе жиров.

❖ Железо входит в состав окислительно-восстановительных ферментов, участвует в синтезе хлорофилла, процессах дыхания и обмена веществ.

❖ Бор участвует в реакциях углеводного, белкового, нуклеинового обмена. Он не реутилизируется (не используется повторно) в растении, поэтому от его недостатка страдают молодые листья. Недостаток бора влияет на формирование репродуктивных органов растения.

❖ Молибдену отводится исключительная роль в азотном питании. Он локализуется в молодых растущих органах, его меньше в стеблях и корнях, больше в хлоропластах.

❖ Роль меди определяется ее присутствием в составе медьсодержащих белков, ферментов. Медь принимает участие в процессе фотосинтеза, углеводного и белкового обмена.

❖ Физиологическая роль марганца определяется тем, что он входит в состав окислительно-восстановительных ферментов и принимает участие в процессах фотосинтеза, углеводного и азотного обмена. Марганец, в основном, находится в хлоропластах. Он повышает водоудерживающую способность тканей, снижает транспирацию, улучшает плодообразование.

❖ Цинк оказывает влияние на обмен веществ в растении, что обуславливает его содержание в более 30 ферментах.

❖ Кобальт входит в состав витамина В12, роль его проявляется в биологической фиксации молекулярного азота. Кобальт накапливается в плодах и цветках.

На каких почвах наиболее нужны микроэлементы?

Тяжелые суглистые и глинистые почвы с рН от 6 до 7 более богаты гумусом и содержат больше макро- и микроэлементов, находящихся в связанном состоянии, — недостаток микроэлементов на таких почвах наблюдается очень редко. Из песчаных почв макро- и микроэлементы вымываются, поэтому на них необходимо внесение удобрений во время вегетации растений. На торфяных почвах растения часто ощущают недостаток кальция, магния, меди, кобальта, молибдена и бора.

При известковании почвы необходимо дополнительно вносить медь, марганец, бор.

Общие представления о минеральном питании.

Растения питаются простыми веществами не только из воздуха (углекислота и вода – фотосинтез), но и из почвы (ионы минеральных солей – минеральное питание). Они усваивают простые неорганические соединения из внешней природы, синтезируют из них сложные органические вещества и строят свое тело.

Органические вещества растений состоят из органогенных элементов: углерода – 45%, кислорода – 42%, водорода – 6,5% и азота – 2,5% - всего 95%. Углерод, водород, кислород усваиваются растениями в результате воздушного питания. В растениях есть также 5-10% зольных минеральных элементов – они остаются после сжигания растений.

Процесс усвоения зольных элементов и азота из почвы называется почвенным или минеральным питанием растений. Снабжение растений полным набором в оптимальном соотношении минеральных элементов имеет значение для обмена растений, нормального развития, преодоления неблагоприятных воздействий окружающей среды. В сельском хозяйстве давно научились регулировать минеральное питание растений с помощью агроприемов и внесения минеральных удобрений.

Макро- и микроэлементы, необходимые для растений, и их физиологическая роль.

Анализ обнаруживает в растениях почти все элементы периодической системы Менделеева. Главные из них – микро- и макроэлементы.

макроэлементы

микроэлементы

1.Макроэлементы.

Азот.

Входит в состав белков, нуклеиновых кислот, АТФ, АДФ, коферментов, хлорофиллов, цитохромов, некоторых липидов, многих витаминов, гормонов роста растений. Азот является составной частью важнейших для жизни веществ. Он непосредственно влияет на рост растений.

Фосфор.

Входит в состав ДНК, РНК, АТФ, коферментов, фосфолипидов, сахарофосфатов, белков, многих других промежуточных продуктов метаболизма. Фосфорсодержащие вещества занимают центральное место в конструктивном и энергетическом обмене. Важна роль фосфора в фотосинтезе и дыхании. Кроме того энергия при фотосинтетическом и окислительном фосфорилировании запасается в макроэргических фосфатных связях АТФ. Фосфор важен для цветения и плодоношения растений.

Калий.

Не входит в состав органического вещества, регулирует состояние цитоплазмы клеток растений, повышая ее проницаемость и уменьшая вязкость, находится в клеточном соке, принимает активное участие в осмотических явлениях клеток, движении устьиц, усиливает биосинтез крахмала, ускоряет процессы фотосинтетического фосфорилирования, отток ассимилятов. Основная роль калия – регуляторная – принимает участие в процессах обмена веществ в растении.

Сера.

Содержится во всех белках, входит в состав аминокислот (метионина, цистеина, цистина), содержится в витаминах (тиамин, биотин), липоевой кислоте, сульфолипидах, коферменте А, чесночных и горчичных маслах. Дисульфидные группы участвуют в образовании третичной структуры белков, а сульфгидрильные - в образовании ферментов с участием НАД и ФАД. Сера играет важную роль в белковом и липидном обменах, в энергетике растений, важна для поддержания структуры мембран тилакоидов хлоропластов.

Кальций.

Содержится в растениях в органических веществах и в ионной форме, входит в состав клеточной стенки растений, в состав хромосом, мембран, стабилизируя их структуру. В свободном виде выступает в качестве антагониста калия – повышает вязкость и снижает проницаемость цитоплазмы, нейтрализует избыток органических кислот в клетках, поддерживает жизнедеятельность меристем.

Магний.

Находится в составе молекулы хлорофилла и хелатов, играет роль в стабилизации структуры рибосом, регулирует состояние цитоплазмы, повышая вязкость и понижая проницаемость цитоплазмы, является кофактором многих ферментов.

Натрий.

Для некоторых групп растений (галофитов) засоленных мест обитания имеет важное значение. Для большинства растений не нужен.

Кремний.

В больших количествах содержится в листьях некоторых древесных пород (в хвое ели), входит в состав клеточных стенок древесины, панциря диатомовых водорослей. Многие растения обходятся без него.

2.Микроэлементы .

Железо.

Содержится в количестве 0,08%. В качестве кофактора входит в состав ферментов, участвующих в синтезе хлорофилла, входит в состав оксиредуктаз, в ферментный комплекс нитрогеназы, то есть участвует в азотфиксации, содержится в молекулах цитохромов, ферредоксина, участвует в процессе переноса электронов.

Медь.

Встречается в составе ферментов, участвующих в биосинтезе хлорофилла, входит в состав ферментов оксидаз, участвующих в дыхании, в состав белка пластоцианина, активирует нитроредуктазу, то есть участвует в азотном обмене. Недостаток меди вызывает задержку роста и цветения.

Цинк.

Играет важную роль в белковом обмене, входя в состав пептидогидролаз, принимает участие в синтезе индолилуксукной кислоты (гормон растений), влияет на синтез аминокислоты триптофана, активирует ряд ферментов гликолиза и реакции ПФП.

Имеет широкий спектр действия. Влияет на деление клеток, способствуя росту корневых и надземных частей растений, участвует в прорастании пыльцы и росте завязи, способствует оттоку углеводов из хлоропластов, повышает эластичность клеточной стенки и засухоустойчивость растений.

Марганец.

В качестве кофактора некоторых ферментов катализирует реакции фотосинтеза и дыхания, участвует в процессе восстановления нитратов, обмене железа, поддерживает структуру мембран тилакоидов, активирует ферменты цикла Кребса, участвует в синтезе м-РНК в ядре.

Молибден.

Играет важную роль в азотном обмене, участвует в процессе азотфиксации, в реакциях биосинтеза белка, аскорбиновой кислоты, способствует лучшему усвоению кальция, росту корневых систем растений. При недостатке молибдена, рост растений тормозится.

Кроме перечисленных микроэлементов важную роль играют в метаболизме растений селен, иод, ванадий, титан, никель.

Горячие Мини Продажа Бумаги Формирователь Резак Цветок Бумага Удар Ремесло…

46.79 руб.

★★ ★★ ★★ ★★ ★★ (4.80) | Заказы (55)

Способы применения и дозы микроэлементов для подкормки овощей

Все мы наслышаны о роли удобрений в жизни растений, но почему-то за таковые принимаются только такие макроэлементы, как азот, фосфор, калий, а микроэлементы остаются за порогом внимания. Давайте же расширим кругозор и рассмотрим «набор» элементов питания более подробно.

Большинство микроэлементов (бор, молибден, марганец, медь, цинк и др.) входят в состав ферментов и способствуют повышению активности биохимических процессов, протекающих в растениях. Действие микроэлементов очень многообразно: они предохраняют растения от болезней, усиливают процессы оплодотворения, образования плодов и усвоения питательных веществ, участвуют в передвижении углеводов. Рассмотрим основные микроэлементы более детально.

Бор

Играет большую и многообразную роль в биохимических и физиологических процессах в растении. При недостатке бора опок углеводов из листьев и других частей растений к репродуктивным органам затруднен, в результате цветки опадают, увядает верхушечная точка роста, завязавшиеся семена оказываются щуплыми. Борное голодание уменьшает сопротивляемость болезням (у цветной капусты, свеклы, плодовых культур развивается гниль «сердечка»).

Признаком недостатка бора является то, что молодые листья теряют зеленую окраску, грубеют, затем темнеют и отмирают. У помидоров, цветной капусты, огурцов и других овощных растений недостаток бора вызывает скручивание и огрубение молодых листьев, отмирание точек роста, опадение цветков и завязей.

Борные удобрения наиболее эффективны на нейтральных дерново-подзолистых почвах. Борный суперфосфат содержит от 0,2 до 0,4 % бора, используется также борная кислота (17 %) – сухой порошок белого цвета, хорошо растворимый в воде.

Молибден

Входит в состав фермента нитратредуктазы, который участвует в восстановлении нитратного азота. Этот микроэлемент также способствует фиксации молекулярного азота. Помимо этого улучшает условия кальциевого питания бобовых и других растений. При недостатке молибдена цветная капуста приобретает желто-синий или желто-зеленый цвет, сильно грубеет. Листовые пластинки срастаются в черенки. У бобовых растений без молибдена замедляется рост и появляется светло-зеленая окраска листьев.

Из молибденовых удобрений применяют молибденовокислый аммоний (52 % Мо).

Марганец

Принимает участие в окислительно-восстановительных процессах и взаимодействует с железом в ферментных системах. При участии марганца, накапливающегося в растении, закисные формы железа переходят в окисные, что устраняет их токсичность. Марганец участвует в синтезе витаминов (особенно С), усиливает накопление сахара в корнеплодах, белков -в зерновых культурах. Недостаток марганца наблюдается на нейтральных и щелочных почвах.

На дерново-подзолистых почвах марганцевые удобрения применять не стоит, также как и на сильнокислых почвах, на которых может проявляться даже токсическое действие этого элемента на отдельные культуры. Однако на карбонатных и избыточно известкованных грунтах они оказывают положительное действие. Применяют марганцевые удобрения в виде марганцевого суперфосфата (2-3 %) и сульфата марганца (21-22 %).

Медь

Роль меди в растениях, прежде всего, связана с окислительными процессами. Она входит в состав таких важных ферментов, как полинолоксидазы, аскорбинокседазы и др. Медь оказывает стабилизирующее влияние на хлорофилл, что усиливает фотосинтез. Медь влияет на углеводный и белковый обмены.

При недостатке меди у растений развивается хлороз листьев, белеют их кончики, а у салата, шпината, гороха и свеклы по окраинам листьев образуется желто-серая полоса. Происходит повеление и засыхание кончиков листьев.

Медные удобрения чаще всего используют на торфяно-болотных почвах. Наиболее широко применяется гранулированный хлористый калий с медью (1 %). Применяется также медный купорос (24 %) – голубой порошок, который растворим в горячей воде.

Цинк

Входит в состав ряда ферментов и усиливает их активность. Недостаток цинка нарушает липоидный и углеводный обмены. В растениях содержится меньше сахарозы и крахмала и больше – редуцирующих Сахаров.

Цинк оказывает большое воздействие на скорость окислительных процессов в растениях, оплодотворение и развитие зародыша, положительно влияет на содержание витаминов С и Р, стимулирует образование у растений ростовых веществ (ауксинов). Особенно хорошо реагируют на цинк кукуруза и плодовые культуры.

При недостатке цинка также снижается содержание фосфорорганических соединений и замедляется процесс образования хлорофилла, в результате появляются пятнистый хлороз, желтуха. Повышенная чувствительность к недостатку цинка отмечена у кукурузы, сои, фасоли и других культур.

Цинковые удобрения представлены в основном сернокислым цинком (23 %). Их применяют на песчаных, супесчаных и других легких почвах.

Способы применения

Недостаток микроэлементов, которые необходимы для нормального роста и развития растений, на практике обычно восполняют путем смачивания семенного материала в растворах, содержащих эти элементы.

Способы применения и дозы микроэлементов (г/л) приведены в таблице.

На заметку: предшественники огородных культур

Строя планы на предстоящие посевы и посадки в огороде, необходимо обязательно учесть севооборот – научно обоснованное чередование культур в пространстве и во времени. Соблюдение этого правила поможет избежать многих неприятностей, которые, в первую очередь, связаны с накоплением в почве патогенов, семян сорняков и вредителей. В правильном чередовании растений поможет приведенная ниже таблица.

Перед тем как начинать пахать или перекапывать огород, не пожалейте часок лишнего времени и уберите на участке мусор, а главное – растительные остатки. Если вы этого не сделаете, то просто будете запахивать в землю готовые рассадники множества болезней и вредителей. А простая уборка позволит избавиться от множества проблем в будущем.

На заметку

Из минеральных удобрений особое внимание при хранении необходимо уделять селитрам – аммиачной и калийной. Эти виды удобрений кроме того что очень гигроскопичны, так еще и по-жаро- и взрывоопасны. Не допускайте их смешения с легковоспламеняющимися материалами, такими как солома, опилки, торф, ветошь. А то в результате самосогревания удобрений могут произойти воспламенение и пожар.