5.4 Роль микроэлементов в питании растений
К микроэлементам относят химические элементы, присутствующие в организмах в низких концентрациях (обычно тысячные доли процента и ниже). Термин микроэлементы применяется и для обозначения некоторых химических элементов, содержащихся в почвах, горных породах, минералах, водах. Точные количественные критерии для различения микроэлементов от макроэлементов не установлены. Некоторые макроэлементы почв и горных пород (Al, Fe и др.) являются микроэлементами для большинства животных, растений, человека.
В живых организмах отдельные микроэлементы были обнаружены ещё в начале 19 в., но их физиологическое значение оставалось неизвестным. В. И. Вернадский установил, что микроэлементы не случайные компоненты живых организмов и что их распределение в биосфере определяется рядом закономерностей. По современным данным, более 30 микроэлементов. считаются необходимыми для жизнедеятельности растений и животных. Большинство микроэлементов — металлы (Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, Со и другие), некоторые — неметаллы (I, Se, Br, F, As).
В организме микроэлементы входят в состав разнообразных биологически активных соединений: ферментов (например, Zn — в карбоангидразу, Cu — в полифенолоксидазу, Mn — в аргиназу, Mo — в ксантиноксидазу; всего известно около 200 металлоферментов), витаминов (Со — в состав витамина B12), гормонов (I — в тироксин, Zn и Со — в инсулин), дыхательных пигментов (Fe — в гемоглобин и другие железосодержащие пигменты, Cu — в гемоцианин). Действие микроэлементов, входящих в состав указанных соединений или влияющих на их функции, проявляется главным образом в изменении активности процессов обмена веществ в организмах.
Некоторые микроэлементы влияют на рост (Mn, Zn, I — у животных; В, Mn, Zn, Cu — у растений), размножение (Mn, Zn — у животных; Mn, Cu, Mo — у растений), кроветворение (Fe, Cu, Со), на процессы тканевого дыхания (Cu, Zn), внутриклеточного обмена и т. д. Для ряда обнаруженных в организмах микроэлементов (Sc, Zr, Nb, Au, La и некоторых других) неизвестно их количественное распределение в тканях и органах и не выяснена биологическая роль.
Микроэлементы в почвах входят в состав различных соединений, значительная часть которых представлена нерастворимыми или трудно растворимыми формами и лишь небольшая — подвижными формами, которые могут усваиваться растениями. На подвижность микроэлементов и их доступность растениям большое влияние оказывают кислотность почвы, влажность, содержание органического вещества и другие условия, а также активность микроорганизмов.
Содержание микроэлементов в почвах различных типов неодинаково. Например, подвижными формами В и Cu богаты чернозёмы (0,4-1,5 и 4-30 мг в 1 кг почвы) и бедны дерново-подзолистые (0,02-0,6 и 0,1-6,7 мг в 1 кг), недостаток Mo ощущается в лёгких, Со — в кислых дерново-подзолистых почвах, Mn — в чернозёмах, Zn — в бурых и каштановых почвах. Недостаток или избыток микроэлементов в почве приводит к дефициту или избытку их в растительном и животном организме. При этом происходят изменения характера накопления, ослабление или усиление синтеза биологически активных веществ, перестройка процессов межуточного обмена, выработка новых адаптаций или развиваются расстройства, ведущие к так называемым эндемическим заболеваниям человека и животных.
Например, эндемическая атаксия у животных вызывается недостатком Cu, некоторым избытком Mo и сульфатов, возможно, также Pb; эндемический зоб у человека и животных — недостатком I; акобальтозы — нехваткой Со в почве; борные энтериты, осложнённые пневмониями (у овец), — избытком В. В различных биогеохимических провинциях эндемическими заболеваниями поражаются обычно 5-20 % поголовья с.-х. животных или популяции того или иного вида. Для растений также вреден недостаток или избыток микроэлементов.
Так, при недостатке Mo подавляется образование цветков у цветной капусты и у некоторых бобовых; при недостатке Cu — нарушается плодообразование у злаков, цитрусовых и других растений; при недостатке В — недоразвито цветоложе, отсутствует цветение (арахис), отмирают бутоны (яблоня, груша), засыхают соцветия (виноград) и плоды (арахис, капуста); при избытке В растения поражаются гнилью корневой шейки, заболевают хлорозом, массовое распространение получает образование галлов. В провинциях, где концентрация отдельных микроэлементов не достигает нижних пороговых границ, эндемические болезни удаётся предупреждать и излечивать добавлением в корм животных соответствующих микроэлементов, для растений применяют микроудобрения.
Микроэлементы распределяются в организме неравномерно. Повышенное их накопление в том или ином органе в значительной мере связано с физиологической ролью элемента и специфической деятельностью органа (например, преимущественное накопление Zn в половых железах и его влияние на воспроизводительную функцию); в других случаях микроэлементы воздействует на органы и функции, не связанные с местом его накопления в организме.
Источник
Микроэлементы, необходимые для развития растений
Влияние микроэлементов на организм растений уже давно доказано учеными. Согласно исследованиям, для полноценного питания зеленых насаждений в природе задействуется до 84 элементов периодической системы Менделеева. Микроэлементы участвуют в синтезе хлорофилла и формировании клеток. Избыток или недостаток микроэлементов вызывает нарушение структуры зелени и приводит к скудному урожаю.
Микроэлементы для растений и их роль
Микроэлементы для растений задействуются в процессах создания ферментных систем. Недостаток нужных веществ приводит к снижению роста и деградации сельскохозяйственной культуры. Микроэлементы не являются строительным материалом растений, но при этом участвуют в биологических процессах и ускоряют рост. Нарушение баланса приводит к появлению различных заболеваний кустарников, цветов, плодовых и овощных культур.
Но важно помнить, что наличие в почве достаточного количества микроэлементов не дает гарантии, что все необходимые вещества попадут в растение. Усвояемость питательных элементов зависит от стадии роста, типа культуры и других индивидуальных особенностей. Список микроэлементов в почвах меняется в зависимости от типа грунта, сезона и климатических условий. Например, моренные лессовидные суглинки богаты кобальтом, хромом и стронцием, никелем и ванадием. А торфяно-болотные почвы имеют скудный состав, поэтому непригодны для большинства растений.
Влияние микроэлементов на растения меняется в зависимости от фазы вегетации. В сельском хозяйстве и садоводстве учитывают этот фактор и регулируют соотношение доступных веществ в почвах с помощью органических удобрений.
Какие микроэлементы важны для растений?
Роль микроэлементов в жизнедеятельности растений сложно недооценить. Вещества участвуют в фотосинтезе, транспортировке сахаров, ферментировании, углеводном и азотистом обмене.
Грамотное добавление удобрений значительно улучшает характеристики растений, давая им морозоустойчивость, выносливость, устойчивость к засухам, иммунитет к заболеваниям. Рассмотрим подробнее важнейшие микроэлементы и их влияние на состояние растений:
- Железо. Этот элемент таблицы Менделеева участвует в обмене веществ, клеточном дыхании, фиксации азота и синтезе хлорофилла зеленых насаждений. Недостаток железа может спровоцировать выцветание до белесых оттенков и опадание листьев.
- Марганец. Роль микроэлемента в жизни растений весьма значительная, вещество отвечает за синтез хлорофилла, активизирует более 35 ферментов, способствует выработке аскорбиновой кислоты, токоферола и витаминов группы В. Марганец ускоряет рост растений, усиливает ток сахаров по стеблям и способствует быстрому созреванию плодов. Недостаток этого микроэлемента сказывается в появлении точечного хлороза. Признаками заболевания будет частичное пожелтение листьев, и затем отмирание пораженных участков.
- Медь. Этот микроэлемент отвечает за иммунитет растений и устойчивость зелени к негативным факторам окружающей среды. Медь участвует в клеточном дыхании, формировании белков и углеводов, способствует накоплению азота. Недостаток вещества вызывает замедление роста, задержку в цветении, потерю тонуса побегов и быстрое увядание. Острая нехватка меди может спровоцировать побеление кончиков листьев и полную потерю способности размножаться.
- Молибден. Микроэлемент участвует в синтезе белка и азотном обмене, стимулирует выработку каротина, витамина С, хлорофилла и углеводов. Дефицит молибдена вызывает накопление нитратов в растениях. Внешне это сказывается на состоянии листьев, они начинают скручиваться, желтеть и засыхать.
- Цинк. Микроэлемент входит в состав ферментов, которые отвечают за клеточное дыхание, синтез фосфора и хлорофилла, вырабатывают аминокислоту триптофан. Триптофан в свою очередь — необходимый полезный элемент для человека, ведь он отвечает за выработку серотонина и мелатонина. Эти гормоны стабилизируют эмоциональное состояние, улучшают настроение и качество сна. Цинк обеспечивает хорошую засухо- и морозоустойчивость растений. При недостатке этого микроэлемента листочки скручиваются в спираль и теряют насыщенный цвет.
- Бор. Формирует цветки, завязи и плоды, участвует в строительстве клеточной оболочки растений. Бор непосредственно влияет на синтез нуклеиновых кислот, регулирует выработку фитогормонов. Дефицит микроэлемента снижает устойчивость растений к грибковым, бактериальным и вирусным заболеваниям. При недостатке бора листья становятся хрупкими, точки роста быстро отмирают, побеги растут с ожогами, кора приобретает ржавый оттенок.
Устранение дефицита или избытка микроэлементов
Количество макро- и микроэлементов для растений варьируется в почвах в зависимости от уровня pH. Например, транзит цинка, марганца, железа, бора и меди будет лучше всего в закисленных грунтах, где показатель pH менее 6. А вот для лучшей усвояемости молибдена нужны более щелочные почвы со значением pH выше 6,5. В идеале нужно соблюдать баланс кислотности и поддерживать его на уровне от 5,5 до 6,5.
Баланс микроэлементов в почве
Помимо уровня pH, нужно учитывать содержание фосфора. Переизбыток удобрений суперфосфатов способствует формированию нерастворимых форм микроэлементов. Таким образом, потребление полезных веществ в растениях блокируется. Чтобы избежать подобных ошибок, используйте хелатную форму микроэлементов. Устойчивая структура хелатов не реагирует на изменение состава почвы.
Реутилизация микроэлементов
Реутилизация в сельском хозяйстве – это многократное использование овощными растениями одних и тех же минералов в течение вегетации. Минеральная реутилизация реализуется в корневой системе. Однако далеко не все микроэлементы могут быть задействованы в этом процессе. Молибден, медь, бор и марганец являются трудно растворимыми соединениями, поэтому остаются неподвижными в стеблях. Они не могут восполнить нехватку при необходимости. А вот железо, цинк, азот и магний обладают хорошей подвижностью, при необходимости они могут частично использоваться растениями заново.
Внесение микроэлементов
Прежде, чем использовать удобрения нужно разобраться, какие микроэлементы нужны растениям в той или иной климатической зоне. Урожайность зависит от видовых особенностей и сорта растений, состава почвы, кислотности грунта, уровня влажности, освещенности и температурных условий.
Подкормки различаются по назначению. Солевые растворы рекомендуется использовать только для внекорневого удобрения. Соединения распыляют по поверхности листьев. Наиболее благоприятным временем обработки считаются утренние часы с 6 до 8 и вечернее время с 18 до 20 часов. Доступность хелатной формы удобрений в 10 раз выше солевой, поэтому их можно использовать как для корневой, так и внекорневой подкормки.
Эксперты рекомендуют использовать комплексные подкормки, они позволят сохранить высокие декоративные качества растений, поддерживают правильный баланс микроэлементов, ускоряют рост и повышают урожайность.
Источник