Микроэлементы - это вещества обеспечивающие синтез ферментов, отвечающих за возможность эффективного использования растениями энергии солнца, воды и питательных веществ, содержащихся в почве [11].

Рисунок 1. Микроэлементы.

Растения нуждаются в микроэлементах в ничтожно малых количествах, но не смотря на это их недостаток способен вызвать очень серьезные последствия и даже гибель растения.

Начинающему садоводу очень трудно определить, какого элемента не хватает. Часто симптомы схожи с заболеваниями. Но различия все же есть.

Почти всегда нехватка микроэлементов сопровождается хлорозом, но в каждом случае он различен и дополнен другими симптомами [1].

микроэлемент растение почва фермент

2. Микроэлементы и их роль в жизни растений

§ Бор содержится в растениях в ничтожном количестве: 1 мг на 1 кг сухого вещества. Различные растения потребляют от 20 до 270 г бора с 1 га. Наименьшее содержание бора наблюдается в злаковых культурах. Несмотря на это бор оказывает большое влияние на синтез углеводов, их превращение и передвижение в растениях, формирование репродуктивных органов, оплодотворение, рост корней, окислительно-восстановительные процессы, белковый и нуклеиновый обмен, на синтез и передвижение стимуляторов роста. С наличием бора также связаны активность ферментов, осмотические процессы и гидратация плазменных коллоидов, засухо- и солеустойчивость растений, содержание в растениях витаминов - аскорбиновой кислоты, тиамина, рибофлавина. Поглощение растениями бора увеличивает потребление других питательных веществ. Этот элемент не способен передвигаться из старых тканей растений в молодые.

§ При недостатке бора замедляется рост растений, отмирают точки роста побегов и корней, не раскрываются бутоны, опадают цветки, распадаются клетки в молодых тканях, появляются трещины, органы растений чернеют и приобретают неправильную форму. Недостаток бора чаще всего проявляется на почвах с нейтральной и щелочной реакцией, а также на известкованных почвах, так как кальций мешает поступлению бора в растение. Признаки недостатка этого микроэлемента у разных растений свои. У цветной капусты чернеют соцветия, в стебле образуется дупло с почерневшими краями. У свеклы столовой отмирают зачатки самых молодых листьев и точки роста, развивается гниль сердечка. У томатов черешки молодых листьев становятся ломкими, на плодах появляются отмершие участки в виде бурых пятен. Огурцы не цветут, а завязи опадают, у сельдерея растрескиваются стебли. У картофеля образуются мелкие клубни [2], часто с трещинами, которые способствуют грибным заболеваниям. У бобовых культур на корнях слабо развиваются или совсем отсутствуют клубеньки [8,6,13].

§ Железо потребляется растениями в значительно меньших количествах (1 - 10 кг с 1 га), чем другие макроэлементы. Оно входит в состав ферментов, участвующих в создании хлорофилла, хотя в него этот элемент не входит. Железо участвует в окислительно-восстановительных процессах, протекающих в растениях, так как оно способно переходить из окисленной формы в закисную и обратно. Кроме того, без железа невозможен процесс дыхания растений, поскольку оно является составной частью дыхательных ферментов.

Недостаток железа ведет к распаду ростовых веществ (ауксинов), синтезируемых растениями (Рисунок 2). Листья становятся светло - желтыми. Железо не может, как калий и магний, передвигаться из старых тканей в молодые (т.е. повторно использоваться растением). Железное голодание чаще всего проявляется на карбонатных и сильно известкованных почвах. Особенно чувствительны к недостатку железа плодовые культуры и виноград. При длительном железном голодании у них происходит отмирание верхушечных побегов [3].

Рисунок 2. Диагностика состояния растения.

§ Кальций участвует в углеводном и белковом обмене растений, образовании и росте хлоропластов. Подобно магнию и другим катионам, кальций поддерживает определенное физиологическое равновесие ионов в клетке, нейтрализует органические кислоты, влияет на вязкость и проницаемость протоплазмы. Кальций необходим для нормального питания растений аммиачным азотом, он затрудняет восстановление в растениях нитратов до аммиака. От кальция в большей 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. Так, в семенах гороха кальций составляет 0,9 % воздушно - сухого вещества, а в соломе - 1,82 % Наибольшее количество кальция потребляют многолетние бобовые травы - около 120 кг СаО с 1 га.

§ Недостаток кальция в полевых условиях отмечается на очень кислых, особенно песчаных, почвах и солонцах, где поступление кальция в растения тормозится ионами водорода на кислых почвах и натрия на солонцах [9].

Он входит в состав хлорофилла и участвует в фотосинтезе. Без него нарушается образование белков и витаминов, что нарушает процесс деления клеток.

Самый первый признак - хлороз листьев в виде елочки, т. н. межжилковый хлороз. Жилки остаются зелеными, а остальной лист (от краев к центральной жилке) становится желтым, красным или пурпурным. Больные листья могут заворачивать края, выгибая центр к верху в виде купола. В конечном итоге начинается преждевременный листопад. И признаки нехватки, и листопад начинается с нижней части побега и распространяется к верху [10]. Происходит это примерно в середине вегетации, когда прирост должен начинать вызревать. Очень часто от недостатка этого элемента страдают хвойные и вечнозеленые растения - у них большая потребность в магнии. От его недостатка желтеет и отсыхает часть молодого прироста. Обычно, это происходит после зимы. Магний восполняют - сульфатом магния, но лучше для профилактики подкармливать растения ежегодно, во второй половине лета калимагнезией [4].

§ Марганец. Он участвует во многих обменных процессах, активизирует ферменты, участвует в образовании хлорофилла. Нехватка проявляется в виде того же хлороза и очень напоминает нехватку магния (межжилковый хлороз), но распространяется не снизу вверх по побегу, а появляется на самых верхних листьях. Сам лист начинает хлорозить у основания. Далее хлорозные пятна могут темнеть и высыхать, образуя пропалены, как при нехватке кальция, но не по краям листа, а между жилками. Это называется - сухая (или серая) пятнистость Нехватка марганца чаще наблюдается у цветущих и плодовых культур. Содержится он в обычной аптечной марганцовке. В садовых магазинах его можно найти в виде сульфата марганца или марганцовокислого калия.

§ Медь, как и другие микроэлементы, потребляется растениями в очень малых количествах. На 1 кг сухой массы растений приходится 2 - 12 мг меди.

§ Медь играет большую роль в окислительно-восстановительных процессах, обладая способностью переходить из одновалентной формы в двухвалентную и обратно. Она является компонентом ряда окислительных ферментов, повышает интенсивность дыхания, влияет на углеводный и белковый обмен растений. Под влиянием меди в растении увеличивается содержание хлорофилла, усиливается процесс фотосинтеза, повышается устойчивость растений к грибным и бактериальным болезням. Недостаточная обеспеченность растений медью отрицательно сказывается на водоудерживающей и водопоглощающей способности растений [15]. Чаще всего недостаток меди наблюдается на торфяно-болотных почвах и некоторых почвах легкого механического состава.

§ В то же время слишком высокое содержание в почве доступной для растений меди, как и других микроэлементов, отрицательно влияет на урожай, поскольку нарушается развитие корней и уменьшается поступление в растение железа и марганца.

§ Цинк входит в состав ряда ферментов, например, карбоангидразы, катализирующей расщепление угольной кислоты на воду и углекислый газ. Этот элемент принимает участие в происходящих в растении окислительно-восстановительных процессах, в обмене углеводов, липоидов, фосфора и серы, в синтезе аминокислот и хлорофилла. Роль цинка в окислительно-восстановительных реакциях меньше, чем роль железа и марганца, так как он не обладает переменной валентностью. Цинк влияет на процессы оплодотворения растений и развитие зародыша.

§ Недостаточная обеспеченность растений усвояемым цинком наблюдается на гравийных, песчаных, супесчаных и карбонатных почвах. Особенно страдают от недостатка цинка виноградники, цитрусовые и плодовые деревья в засушливых районах страны на щелочных почвах. При длительном цинковом голодании у плодовых деревьев наблюдается суховершинность - отмирание верхних ветвей. Из полевых культур наиболее острую потребность к данному элементу проявляют кукуруза, хлопчатник, соя и фасоль. Вызываемое недостатком цинка нарушение процессов синтеза хлорофилла приводит к появлению на листьях хлоротичных пятен светло - зеленого, желтого и даже почти белого цвета [12].

§ Кобальт. Кроме всех вышеописанных микроэлементов, в растениях найдены также такие микроэлементы, роль которых в растениях изучена недостаточно (например, кобальт, йод и др.). Вместе с тем установлено, что они имеют большое значение в жизни человека и животных.

§ Так, кобальт входит в состав витамина В₁₂, при недостатке которого нарушаются процессы обмена веществ, в частности, ослабляется синтез белков, гемоглобина и т.д.

§ Недостаточная обеспеченность кормов кобальтом при содержании его менее 0,07 мг на 1 кг сухой массы приводит к значительному снижению продуктивности животных, а при резком недостатке кобальта скот заболевает сухоткой [13].

§ Йод является составной частью гормона щитовидной железы - тироксина. При недостатке йода резко уменьшается продуктивность скота, нарушаются функции щитовидной железы, происходит ее увеличение (появление зоба). Наименьшее содержание йода наблюдается в подзолистых и серых лесных почвах; более обеспечены йодом черноземы и сероземы. В почвах легкого механического состава, бедных коллоидными частицами, йода меньше, чем в почвах глинистых.

§ Как показывает химический анализ, в растениях содержатся и такие элементы, как натрий, кремний, хлор, алюминий.

§ Молибден поглощается растениями в меньших количествах, чем другие микроэлементы. На 1 кг сухого вещества растений приходится 0,1 - 1,3 мг молибдена. Наибольшее количество этого элемента содержится в семенах бобовых культур - до 18 мг на 1 кг сухого вещества. С 1 га растения выносят с урожаем 12 - 25 г молибдена. В растениях молибден входит в состав ферментов, участвующих в восстановлении нитратов до аммиака [14]. При недостатке молибдена в растениях накапливаются нитраты и нарушается азотный обмен. Молибден улучшает кальциевое питание растений. Благодаря способности изменять валентность (отдавая электрон, он становится шестивалентным, а присоединяя - пятивалентным) молибден участвует в окислительно-восстановительных процессах, происходящих в растении, а также в образовании хлорофилла и витаминов, в обмене фосфорных соединений и углеводов. Большое значение имеет молибден в фиксации молекулярного азота клубеньковыми бактериями.

§ При нехватке молибдена растения отстают в росте и снижают урожайность, листья приобретают бледную окраску (хлороз), в результате нарушения азотного обмена теряют тургор.

§ Молибденовое голодание чаще всего наблюдается на кислых почвах, имеющих рН менее 5,2. Известкование увеличивает подвижность молибдена в почве и потребление его растениями. Особенно чувствительны к недостатку этого элемента в почве бобовые культуры. Под влиянием молибденовых удобрений не только увеличивается урожай, но и улучшается качество продукции - повышается содержание сахара и витаминов в овощных культурах, белка в зернобобовых культурах, протеина в сене бобовых трав и т.д.

§ Избыток молибдена, как и его недостаток, сказывается на растениях отрицательно - листья теряют зеленую окраску, задерживается рост и снижается урожай растений [7,8].

Вывод