Qué microelementos son necesarios para la vida de la planta. ¿Por qué se necesitan los micronutrientes? Propiedades físicas y químicas
La optimización de la nutrición de las plantas, el aumento de la eficiencia de la fertilización, se asocia en gran medida con la provisión de una proporción óptima de macro y microelementos en el suelo. Además, esto es importante no solo para el crecimiento del rendimiento, sino también para mejorar la calidad de la producción de los cultivos. También debe tenerse en cuenta que las nuevas variedades altamente productivas tienen un metabolismo intensivo, requiriendo un aporte completo de todos los nutrientes, incluidos los microelementos.
La falta de oligoelementos en el suelo es el motivo de una disminución en la velocidad y consistencia de los procesos responsables del desarrollo del organismo. En última instancia, las plantas no se dan cuenta plenamente de su potencial y forman un cultivo de baja calidad, no siempre de alta, y en ocasiones mueren.
El papel principal de los micronutrientes en la mejora de la calidad y cantidad del cultivo es el siguiente:
1. En presencia de la cantidad requerida de oligoelementos, las plantas tienen la capacidad de sintetizar una gama completa de enzimas que permiten un uso más intensivo de energía, agua y nutrición (N, P, K) y, por tanto, obtienen un mayor rendimiento.
2. Los oligoelementos y las enzimas basadas en ellos mejoran la actividad regenerativa de los tejidos y previenen enfermedades de las plantas.
4. La mayoría de los oligoelementos son catalizadores activos que aceleran una serie de reacciones bioquímicas. La influencia combinada de los oligoelementos mejora significativamente sus propiedades catalíticas. En algunos casos, solo las composiciones de oligoelementos pueden restaurar el desarrollo normal de las plantas.
Los oligoelementos tienen una gran influencia en los biocoloides y afectan la dirección de los procesos bioquímicos.
De acuerdo con los resultados de los estudios de la efectividad del uso de oligoelementos en agricultura Se pueden sacar conclusiones inequívocas: .png)
1. La falta de formas asimilables de microelementos en el suelo conduce a una disminución de los rendimientos de los cultivos y al deterioro de la calidad de los productos. Es la causa de diversas enfermedades (pudrición de la médula y huecos de la remolacha, manchado de corcho de las manzanas, grano vacío de cereales, enfermedad de la roseta de frutas y diversas enfermedades cloróticas).
2. Lo óptimo es la ingesta simultánea de macro y microelementos, especialmente fósforo y zinc, nitrato, nitrógeno y molibdeno.
3. Durante toda la temporada de crecimiento, las plantas necesitan microelementos básicos, algunos de los cuales no se reutilizan, es decir. no se reutilizan en plantas.
4. Los oligoelementos en forma biológicamente activa no tienen rival en la actualidad para la alimentación foliar, especialmente eficaces cuando se utilizan simultáneamente con macronutrientes.
5. Las dosis preventivas de microelementos biológicamente activos, aplicadas independientemente de la composición del suelo, no afectan el contenido total de microelementos en el suelo, pero tienen un efecto beneficioso sobre el estado de las plantas. Al usarlos, se excluye el estado de depresión fisiológica en las plantas, lo que conduce a un aumento de su resistencia a diversas enfermedades, lo que, en general, afectará el aumento en la cantidad y calidad del cultivo.
6. Es especialmente necesario notar el efecto positivo de los microelementos sobre la productividad, el crecimiento y desarrollo de las plantas, el metabolismo, sujeto a su introducción y en tasas estrictamente definidas, y en momentos óptimos.
Los cultivos tienen diferentes requisitos para los microelementos individuales. Según la necesidad de oligoelementos, las plantas agrícolas se agrupan en los siguientes grupos (según V.V. Zerling):
1. Plantas con una baja eliminación de microelementos y una capacidad de asimilación relativamente alta: cereales, maíz, legumbres, patatas;
2. Plantas con mayor eliminación de microelementos con capacidad de asimilación baja y media: cultivos de raíces (azúcar, forrajes, remolacha y zanahorias), hortalizas, hierbas perennes (legumbres y cereales), girasol;
3. Plantas con una alta eliminación de microelementos: cultivos agrícolas cultivados en condiciones de riego en el contexto de altas dosis de fertilizantes minerales.
Los fertilizantes de micronutrientes complejos modernos contienen, además de una serie de microelementos, algunos meso y macroelementos. Considere el efecto de macro, meso y microelementos individuales en las plantas agrícolas.
Mesoelementos
Magnesio
El magnesio forma parte de las sustancias clorofila, fitina, pectina; encontrado en plantas y en forma mineral. La clorofila contiene del 15 al 30% de todo el magnesio absorbido por las plantas. El magnesio juega un papel importante papel fisiológico en el proceso de fotosíntesis, afecta los procesos redox en las plantas. 
Con la falta de magnesio, aumenta la actividad de la peroxidasa, aumentan los procesos de oxidación en las plantas y disminuye el contenido de ácido ascórbico y azúcar invertido. La falta de magnesio inhibe la síntesis de compuestos que contienen nitrógeno, especialmente clorofila. El signo externo de su deficiencia es la clorosis foliar. En cereales, marmoleado y bandas de hojas, en plantas dicotiledóneas, las áreas de la hoja entre las nervaduras se vuelven amarillas. Los signos de inanición de magnesio aparecen principalmente en las hojas más viejas.
La falta de magnesio se manifiesta, en mayor medida, en sod-podzolic suelos ácidos composición granulométrica ligera.
Las formas de amoníaco de nitrógeno, así como los fertilizantes de potasio, empeoran la absorción de magnesio por las plantas, y el nitrato, por el contrario, mejora.
Azufre
El azufre es parte de todas las proteínas, está contenido en aminoácidos, juega un papel importante en los procesos redox en las plantas, en la activación de enzimas, en el metabolismo de las proteínas. Promueve la fijación de nitrógeno de la atmósfera, favoreciendo la formación de nódulos leguminosos. Las sales de azufre son la fuente de azufre para las plantas.
Con la falta de azufre, la síntesis de proteínas se retrasa, ya que la síntesis de aminoácidos que contienen este elemento es difícil. En este sentido, la manifestación de signos de deficiencia de azufre es similar a los signos de falta de nitrógeno. El desarrollo de las plantas se ralentiza, el tamaño de las hojas disminuye, los tallos se alargan, las hojas y los pecíolos se vuelven leñosos. Con la falta de azufre, las hojas no mueren, aunque el color se vuelve pálido.
En muchos casos, cuando se aplican fertilizantes que contienen azufre, se notan aumentos en el rendimiento de grano.
Macronutrientes
Potasio
El potasio afecta las propiedades fisicoquímicas de los biocoloides (promueve su hinchazón) ubicados en el protoplasma y las paredes de las células vegetales, lo que aumenta la hidrofilia de los coloides: la planta retiene mejor el agua y tolera las sequías a corto plazo más fácilmente. El potasio aumenta todo el curso del metabolismo, aumenta la actividad vital de la planta, mejora el flujo de agua hacia las células, aumenta la presión osmótica y la turgencia y reduce los procesos de evaporación. El potasio participa en el metabolismo de los carbohidratos y las proteínas. Bajo su influencia, se potencia la formación de azúcares en las hojas y su movimiento a otras partes de la planta.
Con las deficiencias de potasio, la síntesis de proteínas se retrasa y se acumula nitrógeno no proteico. El potasio estimula el proceso de fotosíntesis, mejora la salida de carbohidratos de la lámina de la hoja a otros órganos.
Nitrógeno
El nitrógeno forma parte de sustancias orgánicas tan importantes como proteínas, ácidos nucleicos, nucleoproteínas, clorofila, alcaloides, fosfatos, etc.
Los ácidos nucleicos juegan un papel esencial en el metabolismo de los organismos vegetales. El nitrógeno es el componente más importante de la clorofila, sin el cual no puede continuar el proceso de fotosíntesis; es parte de las enzimas, catalizadores de los procesos vitales en el organismo vegetal.
En las preparaciones de GLICEROL, el nitrógeno se encuentra en forma de nitrato. Los nitratos son la mejor forma de nutrición de las plantas a una edad temprana, cuando la superficie de la hoja es pequeña, como resultado de lo cual el proceso de fotosíntesis todavía es débil en las plantas y los carbohidratos y ácidos orgánicos no se forman en cantidades suficientes.
Oligoelementos
Planchar
Las características estructurales del átomo de hierro, típicas de los elementos de transición, determinan la valencia variable de este metal (Fe 2+ / Fe 3+) y una pronunciada capacidad de formación de complejos. Estas propiedades químicas determinan las principales funciones del hierro en las plantas.
En las reacciones redox, el hierro está involucrado en formas hemo y no hemo.
El hierro en la composición de los compuestos orgánicos es necesario para los procesos redox que ocurren durante 
respiración y fotosíntesis. Esto se debe a las muy altas propiedades catalíticas de estos compuestos. Los compuestos de hierro inorgánico también son capaces de catalizar muchas reacciones bioquímicas y, en combinación con sustancias orgánicas, las propiedades catalíticas del hierro aumentan muchas veces.
El átomo de hierro se oxida y reduce con relativa facilidad, por lo que los compuestos de hierro son portadores de electrones en los procesos bioquímicos. Estos procesos los llevan a cabo enzimas que contienen hierro. La glándula también tiene una función especial: una participación indispensable en la biosíntesis de la clorofila. Por tanto, cualquier motivo que limite la disponibilidad de hierro para las plantas conduce a enfermedades graves, en particular a la clorosis.
Con la falta de hierro, las hojas de las plantas se vuelven de color amarillo claro y, con la inanición, son completamente blancas (cloróticas). Muy a menudo, la clorosis, como enfermedad, es característica de las hojas jóvenes. Con una deficiencia aguda de hierro, ocurre la muerte de la planta. En árboles y arbustos, el color verde de las hojas apicales desaparece por completo, se vuelven casi blancas y se secan gradualmente. La falta de hierro para las plantas se observa con mayor frecuencia en suelos calcáreos, así como en suelos mal drenados.
En la mayoría de los casos, los oligoelementos de la planta no se reutilizan si alguno de ellos es deficiente. Se encontró que en suelos salinos, el uso de microelementos potencia la absorción de nutrientes del suelo por parte de las plantas, reduce la absorción de cloro, mientras aumenta la acumulación de azúcares y ácido ascórbico, hay un ligero aumento en el contenido de clorofila y aumenta la productividad de la fotosíntesis.
La deficiencia de hierro se manifiesta con mayor frecuencia en suelos calcáreos, así como en suelos con un alto contenido de fosfatos asimilables, lo que se explica por la transferencia de hierro a compuestos inaccesibles.
Los suelos de sodio-podzólico se caracterizan por una cantidad excesiva de hierro.
Boro
El boro es esencial para el desarrollo del meristemo. Los signos característicos de la deficiencia de boro son la muerte de puntos de crecimiento, brotes y raíces, alteraciones en la formación y desarrollo de los órganos reproductores, destrucción del tejido vascular, etc. La deficiencia de boro a menudo provoca la destrucción de tejidos jóvenes en crecimiento.
Bajo la influencia del boro, se mejora la síntesis y el movimiento de carbohidratos, especialmente sacarosa, desde las hojas hasta los órganos fructíferos y las raíces. Se sabe que las plantas monocotiledóneas son menos exigentes con el boro que las dicotiledóneas.
Existe evidencia en la literatura de que el boro mejora el movimiento de las sustancias de crecimiento y el ácido ascórbico de las hojas a los órganos fructíferos. También promueve una mejor utilización del calcio en los procesos metabólicos de las plantas. Por lo tanto, debido a la falta de boro, las plantas normalmente no pueden utilizar calcio, aunque este último está en el suelo en cantidades suficientes. Se ha establecido que el tamaño de la absorción y acumulación de boro por las plantas aumenta con un aumento del contenido de potasio en el suelo.
La deficiencia de boro conduce no solo a una disminución del rendimiento de los cultivos agrícolas, sino también a un deterioro de su calidad. Se sabe que muchas enfermedades funcionales de las plantas cultivadas son causadas por una cantidad insuficiente de boro. Por ejemplo, en suelos encalados de sod-podzólico y sod-gley, se observa la enfermedad del lino con bacteriosis. La clorosis de las hojas del corazón y la descomposición de las raíces (pudrición seca) aparecen en la remolacha.
Cabe señalar que el boro es necesario para las plantas durante toda la temporada de crecimiento. La exclusión del boro del medio nutritivo en cualquier etapa del crecimiento de la planta conduce a su enfermedad. 
Muchos estudios han encontrado que las flores son más ricas en boro en comparación con otras partes de las plantas. Desempeña un papel fundamental en el proceso de fertilización. Si se excluye del medio nutritivo, el polen de las plantas no germina mal ni nada. En estos casos, la introducción de boro favorece una mejor germinación del polen, elimina la pérdida de ovarios y potencia el desarrollo de los órganos reproductores.
El boro juega un papel importante en la división celular y la síntesis de proteínas y es un componente esencial de la pared celular. El boro juega un papel extremadamente importante en el metabolismo de los carbohidratos. Su carencia en el medio nutritivo provoca la acumulación de azúcares en las hojas de las plantas. Este fenómeno se observa en los cultivos más sensibles a los fertilizantes de boro.
Con la falta de boro en el medio nutritivo, también hay una violación estructura anatómica plantas, por ejemplo, escaso desarrollo del xilema, fragmentación del floema del parénquima principal y degeneración del cámbium. El sistema de raíces se desarrolla mal, ya que el boro juega un papel importante en su desarrollo. La remolacha azucarera necesita especialmente boro.
El boro también es importante para el desarrollo de nódulos en las raíces de las plantas leguminosas. Con una deficiencia o ausencia de boro en el medio nutritivo, los nódulos se desarrollan mal o no se desarrollan en absoluto.
Cobre
El papel del cobre en la vida vegetal es muy específico: el cobre no puede ser reemplazado por ningún otro elemento o su suma.
Un síntoma de falta de cobre en las plantas se manifiesta en forma de "enfermedad de procesamiento". En los cereales, los síntomas aparecen como 
blanqueamiento y secado de la parte superior de las hojas jóvenes. Toda la planta adquiere un color verde claro, el brote se retrasa. Con una fuerte inanición de cobre, los tallos se secan. Estas plantas no rinden nada, o el rendimiento es muy bajo y de mala calidad. A veces, con una fuerte inanición de cobre, las plantas se desarrollan abundantemente y, a menudo, continúan formando nuevos brotes después de que las copas se han secado completamente. El macollamiento fuerte y estirado de la cebada durante la falta de cobre favorece su daño por la mosca sueca.
Los diferentes cultivos tienen una sensibilidad diferente a la deficiencia de cobre. Las plantas se pueden clasificar en el siguiente orden de respuesta decreciente al cobre: \u200b\u200btrigo, cebada, avena, maíz, zanahorias, remolacha, cebollas, espinacas, alfalfa y repollo blanco... Las patatas, el tomate, el trébol rojo, los frijoles y la soja se distinguen por su capacidad de respuesta media. Las características varietales de las plantas dentro de la misma especie son de gran importancia y afectan significativamente el grado de manifestación de los síntomas de la deficiencia de cobre.
La falta de cobre suele coincidir con la falta de zinc, y en suelos arenosos también con la falta de magnesio. La introducción de altas dosis de fertilizantes nitrogenados aumenta la necesidad de cobre de las plantas y contribuye a exacerbar los síntomas de la deficiencia de cobre. Esto indica que el cobre juega un papel importante en el intercambio de nitrógeno.
El cobre participa en el metabolismo de los carbohidratos y las proteínas en las plantas. Bajo la influencia del cobre, aumentan tanto la actividad peroxidasa como la síntesis de proteínas, carbohidratos y grasas. La falta de cobre provoca una disminución en la actividad de los procesos sintéticos en las plantas y conduce a la acumulación de carbohidratos solubles, aminoácidos y otros productos de descomposición de sustancias orgánicas complejas.
Al alimentarse de nitratos, la falta de cobre inhibe la formación de productos tempranos de su reducción y al principio no afecta el enriquecimiento de aminoácidos, amidas, proteínas, peptonas y polipéptidos con nitrógeno. Posteriormente, se observa una fuerte inhibición del enriquecimiento en 15 N de todas las fracciones de nitrógeno orgánico, y es especialmente significativa en las amidas. Cuando se alimenta con nitrógeno amoniacal, la falta de cobre retrasa la inclusión de nitrógeno pesado en proteínas, peptonas y péptidos ya en las primeras horas después de la introducción de la suplementación con nitrógeno. Esto indica el papel particularmente importante del cobre en el uso de nitrógeno amoniacal.
En el maíz, el cobre aumenta el contenido de azúcares solubles, ácido ascórbico y, en la mayoría de los casos, clorofila, aumentando la actividad de la enzima polifenol oxidasa que contiene cobre y reduciendo la actividad de la peroxidasa en las hojas del maíz. También aumenta el contenido de nitrógeno proteico en las hojas del maíz en maduración.
El cobre juega un papel importante en los procesos de fotosíntesis. Con su falta, la destrucción de la clorofila ocurre mucho más rápido que con un nivel normal de nutrición de cobre de las plantas.
Por lo tanto, el cobre afecta la formación de clorofila y previene su destrucción.
En general, cabe decir que el papel fisiológico y bioquímico del cobre es diverso. El cobre no solo afecta el metabolismo de los carbohidratos y las proteínas de las plantas, sino que también aumenta la intensidad de la respiración. Particularmente importante es la participación del cobre en reacciones redox. En las células vegetales, estas reacciones tienen lugar con la participación de enzimas, entre las que se encuentra el cobre. Por lo tanto, el cobre es parte integral de varias de las enzimas oxidativas más importantes: polifenol oxidasa, ascorbinato oxidasa, lactasa, deshidrogenasa, etc. Todas estas enzimas llevan a cabo reacciones de oxidación transfiriendo electrones del sustrato al oxígeno molecular, que es un aceptor de electrones. En relación con esta función, la valencia del cobre en las reacciones redox cambia (de un estado divalente a uno monovalente y viceversa).
Un rasgo característico de la acción del cobre es que este oligoelemento aumenta la resistencia de las plantas frente a enfermedades fúngicas y bacterianas. El cobre reduce la enfermedad de los cultivos de cereales con varios tipos de carbón, aumenta la resistencia de los tomates a la mancha marrón.
Zinc
Todas las plantas cultivadas en relación al zinc se dividen en 3 grupos: muy sensibles, moderadamente sensibles e insensibles. El grupo de cultivos muy sensibles incluye maíz, lino, lúpulo, uvas, frutales; medianamente sensibles son las semillas de soja, frijoles, legumbres forrajeras, guisantes, remolacha azucarera, girasoles, trébol, cebollas, patatas, repollo, pepinos, bayas; débilmente sensible: avena, trigo, cebada, centeno, zanahorias, arroz, alfalfa.
La falta de zinc para las plantas se observa con mayor frecuencia en suelos arenosos y calcáreos. Hay poco zinc disponible en las turberas, así como en algunos suelos marginales.
La deficiencia de zinc generalmente causa retraso en el crecimiento de las plantas y una disminución en la cantidad de clorofila en las hojas. Los signos de deficiencia de zinc son más comunes en el maíz.
La deficiencia de zinc tiene un efecto más fuerte en la formación de semillas que en el desarrollo de órganos vegetativos. Los síntomas de la deficiencia de zinc están muy extendidos en varios cultivos de frutas (manzana, cereza, albaricoque, limón, uva). Los cultivos de cítricos se ven particularmente afectados por la deficiencia de zinc.
El papel fisiológico del zinc en las plantas es muy diverso. Tiene una gran influencia en los procesos redox, cuya velocidad se reduce notablemente con su falta. La deficiencia de zinc conduce a la interrupción de los procesos de conversión de carbohidratos. Se encontró que ante la falta de zinc en las hojas y raíces del tomate, los cítricos y otros cultivos se acumulan compuestos fenólicos, fitoesteroles o lecitinas. Algunos autores consideran estos compuestos como productos de una oxidación incompleta de carbohidratos y proteínas y ven en esto una violación de los procesos redox en la célula. Con la falta de zinc en las plantas de tomate y cítricos, los azúcares reductores se acumulan y el contenido de almidón disminuye. Hay indicios de que la deficiencia de zinc es más pronunciada en plantas ricas en carbohidratos.
El zinc participa en la activación de una serie de enzimas asociadas con el proceso respiratorio. La primera enzima en la que se descubrió el zinc fue la anhidrasa carbónica. La anhidrasa carbónica contiene 0,33-0,34% de zinc. Determina la diferente intensidad de la respiración y la liberación de CO 2 por los organismos animales. La actividad de la anhidrasa carbónica en plantas es mucho más débil que en animales.
El zinc también forma parte de otras enzimas: triosa fosfato deshidrogenasa, peroxidasa, catalasa, oxidasa, polifenol oxidasa, etc.
Se ha descubierto que altas dosis de fósforo y nitrógeno potencian los signos de deficiencia de zinc en las plantas. En experimentos con lino y .png)
otros cultivos han descubierto que los fertilizantes de zinc son especialmente necesarios cuando se aplican altas dosis de fósforo.
Muchos investigadores han probado la relación entre el suministro de zinc de las plantas y la formación y contenido de auxinas en ellas. La inanición de zinc es causada por la ausencia de auxina activa en los tallos de las plantas y su actividad disminuida en las hojas.
El valor del zinc para el crecimiento de las plantas está estrechamente relacionado con su participación en el metabolismo del nitrógeno.
El valor del zinc para el crecimiento de las plantas está estrechamente relacionado con su participación en el metabolismo del nitrógeno. La deficiencia de zinc conduce a una acumulación significativa de compuestos nitrogenados solubles, amidas y aminoácidos, que interrumpen la síntesis de proteínas. Muchos estudios han confirmado que el contenido de proteínas de las plantas disminuye cuando el zinc es deficiente.
Bajo la influencia del zinc, aumenta la síntesis de sacarosa, almidón, el contenido total de carbohidratos y sustancias proteicas. El uso de fertilizantes de zinc aumenta el contenido de ácido ascórbico, materia seca y clorofila en las hojas de maíz. Los fertilizantes de zinc aumentan la resistencia de las plantas a la sequía, al calor y al frío.
Manganeso
La deficiencia de manganeso en las plantas se agrava a bajas temperaturas y alta humedad. Aparentemente, en este sentido, los panes de invierno son los más sensibles a su falta. a principios de primavera... Con la falta de manganeso en las plantas, se acumula un exceso de hierro que provoca clorosis. Un exceso de manganeso retrasa la entrada de hierro a la planta, lo que también resulta en clorosis, pero por falta de hierro. La acumulación de manganeso en concentraciones tóxicas para las plantas se observa en suelos ácidos soddy-podzólicos. La toxicidad del manganeso elimina el molibdeno.
Según numerosos estudios, se ha revelado la presencia de antagonismo entre manganeso y calcio, manganeso y cobalto; no hay antagonismo entre el manganeso y el potasio.
En suelos arenosos, los nitratos y sulfatos reducen la movilidad del manganeso, mientras que los sulfatos y cloruros no tienen un efecto notable. .jpg)
hacer. Cuando los suelos se encalan, el manganeso se transforma en formas inaccesibles para las plantas. Por lo tanto, el encalado puede eliminar el efecto tóxico de este elemento en algunos suelos podzólicos (ácidos) del cinturón no chernozem.
La proporción de manganeso en los productos primarios de la fotosíntesis es de 0.01 a 0.03%. Un aumento en la intensidad de la fotosíntesis bajo la influencia del manganeso, a su vez, tiene un efecto en otros procesos de la vida vegetal: aumenta el contenido de azúcares y clorofila en las plantas, y aumenta la intensidad de la respiración y la fructificación de las plantas.
El papel del manganeso en el metabolismo de las plantas es similar al del magnesio y el hierro. El manganeso activa numerosas enzimas, especialmente cuando se fosforila. Debido a su capacidad para transferir electrones cambiando su valencia, participa en varias reacciones redox. En la reacción ligera de la fotosíntesis, participa en la división de la molécula de agua.
Dado que el manganeso activa enzimas en la planta, su deficiencia afecta muchos procesos metabólicos, en particular, la síntesis de carbohidratos y proteínas.
Los signos de deficiencia de manganeso en las plantas se observan con mayor frecuencia en suelos calcáreos, muy calcáreos, así como en algunos suelos de turba y otros suelos con un pH superior a 6,5.
La deficiencia de manganeso se nota primero en las hojas jóvenes por un color verde más claro o decoloración (clorosis). A diferencia de la clorosis glandular, en las monocotiledóneas aparecen manchas grises, gris verdosas o marrones que se fusionan gradualmente en la parte inferior de la lámina de la hoja, a menudo con bordes más oscuros. Los signos de hambre de manganeso en las dicotiledóneas son los mismos que los de la falta de hierro, solo que las venas verdes generalmente no se distinguen tan claramente en los tejidos amarillentos. Además, muy pronto aparecen manchas necróticas marrones. Las hojas mueren incluso más rápido que por falta de hierro.
El manganeso participa no solo en la fotosíntesis, sino también en la síntesis de vitamina C. Con la falta de manganeso, la síntesis de sustancias orgánicas disminuye, el contenido de clorofila en las plantas disminuye y desarrollan clorosis. Síntomas externos de la inanición de manganeso: mancha gris de las hojas en los cereales; clorosis en remolacha azucarera, legumbres, tabaco y algodón; en las plantaciones de frutas y bayas, la falta de manganeso provoca el amarilleo de los bordes de las hojas y la desecación de las ramas jóvenes.
La deficiencia de manganeso en las plantas se agrava a bajas temperaturas y alta humedad. En este sentido, los panes de invierno son más sensibles a su falta a principios de la primavera. Con la falta de manganeso en las plantas, se acumula un exceso de hierro que provoca clorosis. Un exceso de manganeso retrasa la entrada de hierro a la planta, lo que también se traduce en clorosis, pero por falta de hierro. La acumulación de manganeso en concentraciones tóxicas para las plantas se observa en suelos ácidos soddy-podzólicos. La toxicidad del manganeso elimina el molibdeno.
En suelos arenosos, los nitratos y sulfatos reducen la movilidad del manganeso, mientras que los sulfatos y cloruros no tienen un efecto notable. Al encalar suelos, el manganeso se transforma en formas inaccesibles para las plantas. Por lo tanto, el encalado puede eliminar el efecto tóxico de este elemento en algunos suelos podzólicos (ácidos) del cinturón no chernozem.
Un aumento en la intensidad de la fotosíntesis bajo la influencia del manganeso, a su vez, tiene un efecto en otros procesos de la vida vegetal: aumenta el contenido de azúcares y clorofila en las plantas, y aumenta la intensidad de la respiración y la fructificación de las plantas.
Silicio
Para la mayoría de las plantas superiores, el silicio (Si) es un elemento químico útil. Ayuda a aumentar la resistencia mecánica de las hojas y la resistencia de las plantas a las enfermedades fúngicas. En presencia de silicio, las plantas toleran mejor las condiciones desfavorables: déficit de humedad, desequilibrio de nutrientes, toxicidad de metales pesados, salinización del suelo y temperaturas extremas.
Según los investigadores, el uso de silicio aumenta la resistencia de las plantas a la deficiencia de humedad. Las plantas pueden absorber silicio a través de las hojas con la aplicación foliar con fertilizantes de micronutrientes. En las plantas, el silicio se deposita principalmente en las células epidérmicas, formando una doble capa cuticular de silicio (principalmente en hojas y raíces), así como en las células del xilema. Su exceso se transforma en diferentes tipos fitolitos.
El engrosamiento de las paredes de las células epidérmicas debido a la acumulación de ácido silícico en ellas y la formación de una membrana de silicio-celulosa contribuye a un consumo de humedad más económico. Durante la polimerización de los ácidos monosilícicos absorbidos por la planta, se libera agua, que es utilizada por las plantas. Por otro lado, la influencia positiva del silicio en el desarrollo del sistema radicular, un aumento de su biomasa contribuye a la mejora de la absorción de agua por parte de la planta. Esto contribuye a la provisión de agua a los tejidos vegetales en condiciones de escasez de agua, lo que a su vez afecta los procesos fisiológicos y bioquímicos que ocurren en ellos.
La dirección e intensidad de estos procesos está determinada en gran medida por el equilibrio de las fitohormonas endógenas, que son uno de los factores principales en la regulación del crecimiento y desarrollo de las plantas.
Muchos de los efectos provocados por el silicio se explican por su efecto modificador sobre las propiedades de sorción de las células (paredes celulares), donde puede acumularse en forma de sílice amorfa y unirse con diversos compuestos orgánicos: lípidos, proteínas, carbohidratos, ácidos orgánicos, lignina, polisacáridos. Se registró un aumento en la presencia de silicio en la sorción de manganeso por las paredes celulares y, como consecuencia, en la resistencia de las plantas a su exceso en el medio. Un mecanismo similar subyace al efecto positivo del silicio en las plantas en condiciones de un exceso de iones de aluminio, que se elimina mediante la formación de complejos Al-Si. En forma de silicatos, es posible inmovilizar un exceso de iones zinc en el citoplasma de una célula vegetal, lo cual se estableció con el ejemplo de un zinc resistente a altas concentraciones. En presencia de silicio, el efecto negativo sobre las plantas del cadmio se debilita debido a la restricción del transporte de este último a los brotes. En suelos salinos, el silicio puede prevenir la acumulación de sodio en los brotes.
Obviamente, con un exceso de muchos elementos químicos en el medio ambiente, el silicio es útil para las plantas. Sus conexiones 
son capaces de adsorber iones de elementos tóxicos, limitando su movilidad tanto en el medio ambiente como en los tejidos vegetales. El efecto del silicio en plantas con falta de elementos químicos, especialmente necesarios para pequeña cantidad, por ejemplo, oligoelementos, aún no se ha estudiado.
En los estudios realizados se encontró que el efecto del silicio sobre la concentración de pigmentos en hojas (clorofilas a, b de carotenoides) se manifiesta con falta de hierro y es dual en su dirección. Se han revelado los hechos de inhibición del desarrollo de clorosis en presencia de silicio, que se observa exclusivamente en plantas dicotiledóneas jóvenes.
Según los resultados de los estudios, las células de las plantas tratadas con Si pueden unir el hierro con una fuerza suficiente para limitar su movimiento en la planta.
Los compuestos de silicio aumentan la parte económicamente valiosa del cultivo, mientras que la biomasa de la paja tiende a disminuir. Al comienzo de la temporada de crecimiento, en la fase de macollamiento, el efecto del silicio sobre el crecimiento de la masa vegetativa es significativo y promedia el 14-26%.
El tratamiento de semillas con compuestos de silicio tiene un gran efecto sobre el contenido de fósforo en el grano, aumenta el peso de 1000 granos.
Sodio
El sodio pertenece a los elementos formadores de potencial necesarios para mantener la electroquímica específica. .jpg)
potenciales y funciones osmóticas de la célula. El ión sodio asegura la conformación óptima de las proteínas enzimáticas (activación enzimática), forma puentes, equilibra los aniones, controla la permeabilidad de la membrana y los electropotenciales.
Las funciones inespecíficas del sodio están asociadas con la regulación del potencial osmótico.
La deficiencia de sodio ocurre solo en plantas amantes del sodio como la remolacha azucarera, las acelgas y los nabos. La falta de sodio en estas plantas conduce a clorosis y necrosis, las hojas de las plantas se vuelven de color verde oscuro y opacas, se marchitan rápidamente durante la sequía y crecen horizontalmente, pueden aparecer manchas marrones en forma de quemaduras en los bordes de las hojas.
Ideas generales sobre nutrición mineral.
Las plantas se alimentan de sustancias simples no solo del aire (dióxido de carbono y agua - fotosíntesis), sino también del suelo (iones de sales minerales - nutrición mineral). Asimilan compuestos inorgánicos simples de la naturaleza externa, sintetizan sustancias orgánicas complejas a partir de ellos y construyen su cuerpo.
La materia orgánica de las plantas se compone de elementos organogénicos: carbono - 45%, oxígeno - 42%, hidrógeno - 6,5% y nitrógeno - 2,5% - solo 95%. El carbono, el hidrógeno y el oxígeno son asimilados por las plantas como resultado de la nutrición del aire. Las plantas también contienen 5-10% de ceniza elementos minerales - permanecen después de quemar plantas.
El proceso de asimilación de elementos de ceniza y nitrógeno del suelo se llama suelo o nutrición mineral de las plantas.El suministro de plantas con un juego completo en una proporción óptima de elementos minerales es importante para el metabolismo vegetal, el desarrollo normal y la superación de los efectos adversos del medio ambiente. En agricultura, aprendieron hace mucho tiempo a regular la nutrición mineral de las plantas con la ayuda de prácticas agrícolas y la introducción de fertilizantes minerales.
Macro y microelementos necesarios para las plantas y su función fisiológica.
El análisis revela en las plantas casi todos los elementos de la tabla periódica de Mendeleev. Los principales son elementos micro y macro.
macronutrientes
oligoelementos
1.Macroelementos.
Nitrógeno.
Forma parte de proteínas, ácidos nucleicos, ATP, ADP, coenzimas, clorofilas, citocromos, algunos lípidos, muchas vitaminas, hormonas de crecimiento vegetal. El nitrógeno es una parte integral de las sustancias más importantes para la vida. Afecta directamente al crecimiento de las plantas.
Fósforo.
Es parte del ADN, ARN, ATP, coenzimas, fosfolípidos, fosfatos de azúcar, proteínas y muchos otros productos metabólicos intermedios. Las sustancias que contienen fósforo son fundamentales para el metabolismo constructivo y energético. El papel del fósforo en la fotosíntesis y la respiración es importante. Además, la energía durante la fosforilación oxidativa y fotosintética se almacena en los enlaces fosfato de alta energía del ATP. El fósforo es esencial para las plantas en floración y fructificación.
Potasio.
No forma parte de la materia orgánica, regula el estado del citoplasma de las células vegetales, aumenta su permeabilidad y disminuye la viscosidad, está en la savia celular, participa activamente en los fenómenos osmóticos de las células, el movimiento de los estomas, mejora la biosíntesis del almidón, acelera los procesos de fosforilación fotosintética, la salida de asimilados. El papel principal del potasio - regulador - está involucrado en los procesos metabólicos de la planta.
Azufre.
Está contenida en todas las proteínas, forma parte de los aminoácidos (metionina, cisteína, cistina), se encuentra en vitaminas (tiamina, biotina), ácido lipoico, sulfolípidos, coenzima A, aceites de ajo y mostaza. Los grupos disulfuro están involucrados en la formación de la estructura terciaria de las proteínas y sulfhidrilo, en la formación de enzimas con la participación de NAD y FAD. El azufre juega un papel importante en el metabolismo de proteínas y lípidos, en la energía de las plantas, y es importante para mantener la estructura de las membranas tilacoides del cloroplasto.
Calcio.
Contenida en las plantas en sustancias orgánicas y en forma iónica, forma parte de la pared celular de las plantas, cromosomas, membranas, estabilizando su estructura. En su forma libre actúa como antagonista del potasio: aumenta la viscosidad y reduce la permeabilidad del citoplasma, neutraliza el exceso de ácidos orgánicos en las células y apoya la actividad vital de los meristemas.
Magnesio.
Es parte de la molécula de clorofila y quelatos, juega un papel en la estabilización de la estructura de los ribosomas, regula el estado del citoplasma, aumenta la viscosidad y disminuye la permeabilidad del citoplasma, es un cofactor de muchas enzimas.
Sodio.
Para algunos grupos de plantas (halófitas) el hábitat salino es importante. No es necesario para la mayoría de las plantas.
Silicio.
Se encuentra en grandes cantidades en las hojas de ciertas especies de árboles (en las agujas del abeto), forma parte de las paredes celulares de la madera, el caparazón de las diatomeas. Muchas plantas prescinden de él.
2.Microelementos.
Planchar.
Contenido en una cantidad de 0.08%. Como cofactor, forma parte de las enzimas implicadas en la síntesis de clorofila, forma parte de las oxidorreductasas, el complejo enzimático de la nitrogenasa, es decir, participa en la fijación de nitrógeno, está contenido en las moléculas de citocromos, ferredoxina, y participa en el proceso de transferencia de electrones.
Cobre.
Se encuentra en las enzimas involucradas en la biosíntesis de la clorofila, en las enzimas de oxidasas involucradas en la respiración, en la proteína plastocianina, activa la nitroreductasa, es decir, participa en el metabolismo del nitrógeno. La deficiencia de cobre causa retraso en el crecimiento y floración.
Zinc.
Desempeña un papel importante en el metabolismo de las proteínas, forma parte de las peptidohidrolasas, participa en la síntesis de ácido indolacético (hormona vegetal), afecta la síntesis del aminoácido triptófano, activa una serie de enzimas de glucólisis y reacciones de PFP.
Tiene una amplia gama de efectos. Afecta la división celular, contribuye al crecimiento de la raíz y las partes aéreas de las plantas, participa en la germinación del polen y el crecimiento del ovario, promueve la salida de carbohidratos de los cloroplastos, aumenta la elasticidad de la pared celular y la resistencia a la sequía de las plantas.
Manganeso.
Como cofactor de algunas enzimas, cataliza las reacciones de fotosíntesis y respiración, participa en el proceso de reducción de nitratos, metabolismo del hierro, mantiene la estructura de las membranas tilacoides, activa enzimas del ciclo de Krebs y participa en la síntesis de m-RNA en el núcleo.
Molibdeno.
Juega un papel importante en el metabolismo del nitrógeno, participa en el proceso de fijación de nitrógeno, en las reacciones de biosíntesis de proteínas, ácido ascórbico, promueve una mejor absorción de calcio, el crecimiento de los sistemas de raíces de las plantas. Con la falta de molibdeno, se inhibe el crecimiento de las plantas. .
Además de los microelementos enumerados, el selenio, el yodo, el vanadio, el titanio y el níquel desempeñan un papel importante en el metabolismo de las plantas.
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El papel de los macronutrientes en la planta.
Introducción
En un organismo vegetal, todos los procesos están estrechamente interconectados. La exclusión de cualquier elemento esencial del medio nutritivo provoca rápidamente un cambio en muchos, si no en todos, los procesos metabólicos.
En términos generales, podemos decir que los nutrientes tienen el siguiente significado:
1) forman parte de sustancias orgánicas biológicamente importantes;
2) participar en la creación de una determinada concentración iónica, estabilización de macromoléculas y partículas coloidales (función electroquímica);
3) participar en reacciones catalíticas, entrando en la composición o activando enzimas individuales. En muchos casos, el mismo elemento puede desempeñar un papel diferente. Algunos elementos cumplen las tres funciones. Las plantas son capaces de absorber del medio ambiente en mayor o menor cantidad, casi todos los elementos de la tabla periódica. Pero para el ciclo de vida normal de un organismo vegetal, solo se necesita un cierto grupo de nutrientes básicos. Elementos como el carbono, el hidrógeno y el oxígeno (los organismos vegetales se obtienen del aire y el agua, el resto) del suelo.
En la masa seca de los tejidos vegetales, el carbono y el oxígeno representan un promedio del 45%, hidrógeno - 6, nitrógeno - 1,5%. Dependiendo de su contenido en los tejidos, los elementos minerales se dividen en macro y microelementos. Los macronutrientes incluyen: nitrógeno, potasio, calcio, magnesio, fósforo, azufre, hierro. Su contenido en tejidos vegetales, calculado en peso seco, varía de 0,1 a 1,5%.
1. Papel azota, potasio y fósforo en la planta
El nitrógeno se encuentra en aminoácidos, amidas, proteínas, ácidos nucleicos, nucleótidos y muchos otros compuestos orgánicos vitales. Para las plantas, el nitrógeno es el nutriente más escaso. Por lo tanto, en el metabolismo, las plantas utilizan el nitrógeno con mucha moderación y los compuestos nitrogenados nunca son liberados por ellas como productos de desecho y, cuando es posible, son reemplazados por compuestos libres de nitrógeno.
Con la falta de nitrógeno, se inhibe el crecimiento de las plantas, se debilita la formación de brotes laterales y el macollamiento en los cereales y se observan hojas pequeñas. Al mismo tiempo, la ramificación de las raíces disminuye, sin embargo, la relación entre la masa del sistema radicular y la parte aérea puede aumentar. Una de las primeras manifestaciones de la deficiencia de nitrógeno es el color verde pálido de las hojas, provocado por el debilitamiento de la síntesis de clorofila. Las sustancias proteicas no se pueden sensibilizar sin nitrógeno, y sin ellas no se puede formar el protoplasto de una célula viva. La falta de nitrógeno prolongada conduce a la hidrólisis de proteínas y la destrucción de la clorofila en las hojas inferiores y la salida de los compuestos nitrogenados formados a los tejidos jóvenes. En este caso, dependiendo del tipo de planta, el color de las hojas inferiores se vuelve amarillo, naranja o rojo. Con una falta de nitrógeno más fuerte, aparece la necrosis, los tejidos se secan y mueren. La deficiencia de nitrógeno conduce a un período más corto de crecimiento vegetativo y una maduración más temprana de las semillas.
Las raíces de las plantas pueden absorber nitrógeno del suelo en forma de aniones y cationes. Las principales formas de nitrógeno en la Tierra son el nitrógeno fuertemente ligado de la litosfera y el nitrógeno molecular (N 2) de la atmósfera. El nitrógeno molecular no es asimilado directamente por las plantas y se convierte en una forma accesible solo debido a la actividad de los microorganismos fijadores de nitrógeno.
El contenido de fósforo en las plantas es de aproximadamente 0,2% en base seca. Entra fósforo sistema raíz y funciona en la planta en forma de compuestos oxidados, principalmente residuos de ácido fosfórico (H 2 PO 4-,). El significado fisiológico del fósforo viene determinado por el hecho de que forma parte de una serie de compuestos orgánicos, como ácidos nucleicos (ADN y ARN), nucleótidos (ATP, NAD, NADP), nucleoproteínas, vitaminas y muchos otros que juegan un papel central en el metabolismo. El fósforo juega un papel particularmente importante en la energía de la célula, ya que se encuentra en forma de enlaces éter de alta energía de enlaces fósforo o pirofosfato en nucleósidos di, nucleósidos trifosfatos y polifosfatos que la energía se almacena en una célula viva. Los fosfolípidos son componentes de las membranas biológicas, y es la presencia de fosfato en su estructura lo que les proporciona hidrofilicidad, el resto de la molécula es lipofílica. Muchas vitaminas y sus derivados que contienen fósforo son coenzimas y están directamente involucradas en reacciones catalíticas que aceleran los procesos metabólicos más importantes (fotosíntesis, respiración, etc.). El fósforo está contenido en un compuesto orgánico como la fitina (sal de Ca-Mg del ácido inositol fosfórico), que es la principal forma de almacenamiento de fósforo en una planta. Especialmente hay mucha fitina en las semillas (0,5 - 2% en peso seco). Durante todas las transformaciones en el organismo vegetal, el fósforo conserva su estado de oxidación. De hecho, todas las transformaciones se reducen únicamente a la adición o transferencia del residuo de ácido fosfórico (fosforilación y transfosforilación).
Otra función única del fósforo es su participación en la fosforilación de proteínas celulares por las proteínas quinasas. Este mecanismo controla muchos procesos metabólicos, ya que la inclusión de fosfato en una molécula de proteína conduce a una redistribución de las cargas eléctricas en ella y, como resultado, a una modificación de su estructura y función. La fosforilación de proteínas regula procesos como la síntesis de ARN y proteínas, la división celular, la diferenciación y muchos otros.
El fósforo, como el nitrógeno, se redistribuye fácilmente entre los órganos de las plantas, fluyendo de las hojas viejas a las jóvenes, en conos de crecimiento y frutos en formación.
Un síntoma externo de la falta de fósforo es el color verde azulado de las hojas, a menudo con un tinte púrpura o bronce, que se asocia con la inhibición de la síntesis de proteínas y la acumulación de azúcares. Al mismo tiempo, las hojas se vuelven más pequeñas y más estrechas, se detiene el crecimiento de células y tejidos, se retrasa la transición a la fase reproductiva del desarrollo de la planta.
Con una deficiencia de fósforo, la tasa de absorción de oxígeno disminuye, la actividad de las enzimas involucradas en el metabolismo respiratorio cambia y algunos sistemas de oxidación no mitocondrial (ácido glicólico oxidasa, ascorbato oxidasa) comienzan a trabajar más activamente. En condiciones de inanición de fósforo, se activan los procesos de descomposición de compuestos organofosforados y polisacáridos, se inhibe la síntesis de proteínas y nucleótidos libres.
El potasio es uno de los elementos más esenciales. nutrición mineral plantas. Su contenido en tejidos es en promedio 0,5 - 1,2% calculado sobre peso seco. La concentración de potasio en la célula es 100-1000 veces mayor que su contenido en el ambiente externo. Por tanto, un potente sistema de bombas de iones funciona en las membranas de las células en contacto con la solución del suelo, asegurando la acumulación de iones K + dentro del organismo vegetal.
El contenido de potasio en el suelo es de 5 a 50 veces mayor que las reservas de fósforo y nitrógeno. En el suelo, se encuentra en minerales, en partículas coloidales (estado intercambiable y no intercambiable) y en sales minerales de la solución del suelo disponible para las plantas. A medida que se consumen las formas disponibles de potasio, sus reservas se reponen mediante la reserva de intercambio de este catión, y con una disminución de este último, debido a varias formas de potasio ligado. Alternando el secado y la humectación del suelo, la actividad del sistema de raíces y la microflora contribuyen a la transición del potasio a las formas disponibles para la planta.
El papel fisiológico del potasio no puede considerarse completamente aclarado. El potasio no está incluido en ningún compuesto orgánico. La mayor parte (alrededor del 80%) en la célula está en forma iónica libre y se extrae fácilmente agua fríay aproximadamente un 20% en estado adsorbido. El potasio reduce la viscosidad del protoplasma, aumenta su contenido de agua, aumentando la hidratación de las proteínas. Las sales de potasio son solubles y participan en la regulación del potencial osmótico de la célula. En particular, el K + es de gran importancia para regular el trabajo de los estomas. Se demostró que la apertura de los estomas a la luz está asociada con la acumulación de iones de potasio en las células de guarda. En este caso, el K + a cambio de H + proviene de las células que rodean las células del estoma. La presión de la raíz también depende en gran medida de la presencia de K + en la savia.
Una pequeña parte del potasio (alrededor del 1%) está fuertemente unida a las proteínas de las mitocondrias y los cloroplastos y estabiliza la estructura de estos orgánulos. La deficiencia de potasio altera la estructura lamelar-granular de los cloroplastos y las membranas mitocondriales. El potasio activa el trabajo de muchos sistemas enzimáticos... Se conocen más de 60 enzimas que requieren la presencia de iones K + para funcionar. Es necesario en los procesos de incorporación de fosfato en compuestos orgánicos, para la síntesis de proteínas, polisacáridos y muchas otras reacciones. El potasio también activa una serie de enzimas en el ciclo de Krebs. La deficiencia de potasio ralentiza el transporte de sacarosa a través del floema. La influencia del K + en el transporte de carbohidratos determina su papel en la formación del cultivo. Bajo la influencia del potasio, aumenta la acumulación de almidón, sacarosa y monosacáridos.
Con la falta de potasio, las hojas comienzan a ponerse amarillas desde los bordes, luego sus bordes y la parte superior adquieren un color marrón, a veces con manchas rojas "oxidadas" y parecen quemadas, en la etapa final de inanición de potasio estas áreas mueren. La deficiencia de potasio inhibe el proceso de división y elongación celular, lo que conduce a la formación de plantas en forma de roseta. La inanición de potasio también reduce la intensidad de los procesos fotosintéticos, principalmente al reducir la tasa de salida de los asimilados.
En una planta, el potasio se concentra en tejidos en crecimiento con un metabolismo intensivo: meristemos, cambia, hojas jóvenes, brotes, brotes. En la celda, contiene la mayor parte de los cationes, aproximadamente el 80% de ellos se concentra en la vacuola. El potasio se encuentra principalmente en forma iónica, tiene una movilidad muy alta y se reutiliza bien.
2. Calcio, magnesio y azufre en organismos vegetales
clorofilaplanta mineral
En relación con el calcio, las plantas se dividen en tres grupos: calciophiles, calciophobes y especies neutras. El contenido de calcio en las plantas es del 0,5 al 1,5% de la masa de materia seca, pero en los tejidos maduros de las plantas calcioofílicas puede llegar al 10%. Las partes aéreas acumulan más calcio por unidad de masa que las raíces.
Las propiedades químicas del calcio son tales que forma fácilmente complejos suficientemente fuertes y al mismo tiempo lábiles con compuestos oxigenados de macromoléculas. El calcio puede unirse a sitios intramoleculares de proteínas, lo que lleva a un cambio en la conformación y formar puentes entre compuestos complejos de lípidos y proteínas en la membrana o compuestos de pectina en la pared celular, asegurando la estabilidad de estas estructuras. Por lo tanto, en consecuencia, con una deficiencia de calcio, la fluidez de las membranas aumenta drásticamente, los procesos de transporte de membranas y la bioelectrogénesis también se interrumpen, la división celular y el alargamiento se inhiben y los procesos de formación de raíces cesan. La falta de calcio conduce a la hinchazón de las sustancias pectínicas y a la alteración de la estructura de las paredes celulares. Aparece necrosis en los frutos. Al mismo tiempo, las láminas de las hojas se doblan y rizan, las puntas y los bordes de las hojas se vuelven blancas al principio y luego se vuelven negras. Las raíces, hojas y partes del tallo se pudren y mueren. La falta de calcio afecta principalmente a los tejidos meristemáticos jóvenes y al sistema radicular.
Los iones Ca 2+ juegan un papel importante en la regulación de la absorción de iones por las células vegetales. El exceso de contenido de muchos cationes que son tóxicos para la planta (aluminio, manganeso, hierro, etc.) se puede neutralizar uniéndose a la pared celular y desplazando los iones Ca 2+ a la solución.
El calcio es esencial en la señalización celular como mensajero secundario. Los iones Ca 2+ tienen una capacidad universal para conducir una variedad de señales que tienen un efecto primario en la célula: hormonas, patógenos, luz, efectos gravitacionales y de estrés. La peculiaridad de la transmisión de información en la celda utilizando iones Ca 2+ es el método de transmisión de señales por ondas. Las ondas de Ca y las oscilaciones de Ca, iniciadas en ciertas áreas de las células, son la base de la señalización del calcio en los organismos vegetales.
El citoesqueleto es muy sensible a los cambios en el contenido de calcio citosólico. Los cambios locales en la concentración de iones Ca 2+ en el citoplasma juegan un papel extremadamente importante en el ensamblaje (y desensamblaje) de actina y filamentos intermedios, en la organización de los microtúbulos corticales. El funcionamiento del citoesqueleto dependiente del calcio tiene lugar en procesos como ciclosis, movimiento de flagelos, división celular y crecimiento de células polares.
El azufre es uno de los nutrientes esenciales para la vida vegetal. Su contenido en los tejidos de las plantas es relativamente bajo y asciende al 0,2 - 1,0% calculado sobre el peso seco. El azufre entra en las plantas sólo en forma oxidada, en forma de ion sulfato. El azufre se encuentra en las plantas en dos formas: oxidada y reducida. La mayor parte del sulfato absorbido por las raíces se traslada a la parte aérea de la planta a través de los vasos del xilema hasta los tejidos jóvenes, donde se incluye intensamente en el metabolismo. Una vez en el citoplasma, el sulfato se reduce para formar grupos sulfhidrilo de compuestos orgánicos (R-SH). Desde las hojas, el sulfato y las formas reducidas de azufre pueden moverse tanto de forma acropetal como basípeta a las partes en crecimiento de la planta y a los órganos de almacenamiento. El azufre en las semillas se encuentra predominantemente en forma orgánica. La proporción de sulfato es mínima en las hojas jóvenes y aumenta bruscamente con el envejecimiento debido a la degradación de las proteínas. El azufre, como el calcio, no es reciclable y, por lo tanto, se acumula en los tejidos vegetales viejos.
Los grupos sulfhidrilo se encuentran en aminoácidos, lípidos, coenzima A y algunos otros compuestos. Los requerimientos de azufre son especialmente altos en plantas ricas en proteínas, como legumbres y plantas crucíferas, que sintetizan aceites de mostaza que contienen azufre en grandes cantidades. Forma parte de los aminoácidos cisteína y metionina, que se pueden encontrar tanto en forma libre como en proteínas.
Una de las principales funciones del azufre está asociada con la formación de la estructura terciaria de las proteínas debido a los enlaces covalentes de los puentes disulfuro formados entre los residuos de cisteína. Forma parte de una serie de vitaminas (ácido lipoico, biotina, tiamina). Otra función importante del azufre es mantener un cierto valor del potencial redox de la celda mediante transformaciones reversibles:
El suministro insuficiente de azufre a las plantas inhibe la síntesis de proteínas, reduce la intensidad de la fotosíntesis y la velocidad de los procesos de crecimiento. Los síntomas externos de la deficiencia de azufre son hojas pálidas y amarillentas, que se manifiestan primero en los brotes más jóvenes.
El magnesio en términos de contenido en plantas ocupa el cuarto lugar después del potasio, el nitrógeno y el calcio. En plantas superiores, su contenido medio por peso seco es de 0,02 - 3,1%, en algas, 3,0 - 3,5%. Es especialmente abundante en células jóvenes, órganos generativos y tejidos de almacenamiento. La acumulación de magnesio en los tejidos en crecimiento se ve facilitada por su movilidad relativamente alta en la planta, lo que permite reutilizar este catión de órganos envejecidos. Sin embargo, el grado de reutilización del magnesio es mucho menor que el del nitrógeno, fósforo y potasio, ya que parte de él forma oxalatos y pectatos que son insolubles y no pueden moverse por la planta.
En las semillas, la mayor parte del magnesio se encuentra en la fitina. La clorofila contiene aproximadamente un 10-15% de Mg. Esta función del magnesio es única y ningún otro elemento puede reemplazarla en la molécula de clorofila. La participación del magnesio en el metabolismo de las células vegetales está asociada con su capacidad para regular el trabajo de varias enzimas. El magnesio es un cofactor en casi todos. las enzimas que catalizan la transferencia de grupos fosfato son necesarias para el trabajo de muchas de sus enzimas de glucólisis y del ciclo de Krebs, así como para la fermentación alcohólica y del ácido láctico. Se requiere magnesio a una concentración de al menos 0,5 mM para la formación de ribosomas y polisomas, activación de aminoácidos y síntesis de proteínas. Con un aumento en la concentración de magnesio en las células vegetales, se activan las enzimas involucradas en el metabolismo del fosfato, lo que conduce a un aumento en el contenido de formas orgánicas e inorgánicas de compuestos de fósforo en los tejidos.
Las plantas experimentan inanición de magnesio principalmente en suelos arenosos y podzólicos. Su falta afecta principalmente al metabolismo del fósforo y, en consecuencia, a la energía de la planta, incluso si los fosfatos están presentes en cantidades suficientes en el sustrato de nutrientes. La deficiencia de magnesio también inhibe la conversión de monosacáridos en polisacáridos y causa serias alteraciones en la síntesis de proteínas. La inanición de magnesio conduce a una violación de la estructura de los plástidos: los granos se pegan, las laminillas del estroma se rompen y no forman una sola estructura, sino que aparecen muchas vesículas.
Un síntoma externo de la deficiencia de magnesio es la clorosis interveinal, asociada con la aparición de manchas y vetas de color verde claro, y luego color amarillo entre las venas verdes de la hoja. Al mismo tiempo, los bordes de las láminas foliares adquirirán un color amarillo, naranja, rojo o rojo oscuro. Los signos de inanición de magnesio aparecen primero en las hojas viejas y luego se propagan a las hojas jóvenes y los órganos de las plantas, y las zonas de las hojas adyacentes a los vasos permanecen verdes por más tiempo.
3. Papel del silicio y el hierro
El silicio se encuentra en todas las plantas y se acumula en grandes cantidades en las paredes celulares. El silicio se deposita en la pared celular y los espacios intercelulares en forma de silicatos amorfos hidratados (SiO 2 nH 2 O). También es capaz de formar complejos con polifenoles y, al igual que la lignina, proporciona la resistencia mecánica de la pared celular: su rigidez y elasticidad. Las plantas que acumulan Si tienen tallos muy fuertes (por ejemplo, paja de cereales). El silicio ayuda a aumentar la resistencia de las plantas a las enfermedades fúngicas. Las diatomeas construyen sus conchas concentrándolas del medio ambiente. La deficiencia de silicio puede inhibir el crecimiento de las plantas. Su carencia es especialmente negativa durante la etapa reproductiva del desarrollo del organismo vegetal. Con la exclusión del silicio del medio nutritivo, se observan graves alteraciones en la estructura de los orgánulos celulares.
El hierro está contenido en las plantas en promedio en una cantidad de 0.02 - 0.08% (20 - 80 mg por 1 kg de peso seco). En la composición de compuestos que contienen hemo (todos los citocromos, catalasa, peroxidasa) y en forma no hem (centros de hierro-azufre), el hierro participa en el funcionamiento de los principales sistemas redox de fotosíntesis y respiración. Junto con el molibdeno, el hierro participa en la reducción de nitratos y en la fijación de nitrógeno molecular por bacterias nódulos, formando parte de la nitrato reductasa y nitrogenasa. El hierro también cataliza las etapas iniciales de la síntesis de clorofila (la formación de ácido d-aminolevulínico y protoporfirinas). Por tanto, un aporte insuficiente de hierro a las plantas en condiciones de anegamiento y en suelos calcáreos conduce a una disminución de la intensidad de la respiración y la fotosíntesis y se expresa en el amarilleamiento de las hojas (clorosis) y su rápida caída.
Junto con el hierro, compuestos catalíticamente activos, los tejidos vegetales pueden incluir este elemento en sustancias de reserva. Uno de ellos es la proteína ferritina, que contiene hierro en forma no hem. Es de color marrón anaranjado y consta de la proteína incolora apoferritina y varios miles de átomos de hierro en forma de compuestos básicos con grupos hidroxilo y fosfato.
Lista de referencias
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5. Fisiología vegetal. Enciclopedia en línea [recurso electrónico]. -http: //fizrast.ru/kornevoe-pitanie/fiz-rol/makro-mikro/makroelementy.html - (fecha de acceso 07.12.2012).
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La ciencia ha demostrado que para el desarrollo normal de un organismo vegetal no es suficiente utilizar solo fertilizantes minerales u orgánicos. Los microelementos juegan un papel importante en la nutrición de las plantas. En particular, Cu (cobre), Mo (molibdeno), Mn (manganeso), Co (cobalto), Zn (zinc), B (boro) y otros aumentan la actividad de muchas enzimas y sistemas enzimáticos en el cuerpo vegetal y mejoran el uso de nutrientes por parte de las plantas. de suelo y fertilizantes. Por lo tanto, los microelementos no pueden reemplazarse con otras sustancias, y su deficiencia debe necesariamente reponerse. Solo entonces obtendremos productos de alta calidad que contengan la cantidad óptima para un tipo determinado de azúcares, aminoácidos y vitaminas.
Materiales de construcción para la construcción de sistemas enzimáticos
Además de las proteínas, las grasas y los carbohidratos, una persona necesita numerosos elementos en los alimentos para una vida normal. Asimismo, las plantas necesitan una nutrición adicional con microelementos.
Los oligoelementos son elementos químicos necesarios para la vida normal de las plantas y utilizados por las plantas en cantidades mínimas en comparación con los componentes principales de la nutrición. Sin embargo, su papel biológico es excelente.
Sin excepción, todas las plantas necesitan microelementos para construir sistemas enzimáticos - biocatalizadores - entre los cuales el hierro, manganeso, zinc, boro, molibdeno, cobalto, etc. son los de mayor importancia. Algunos científicos los llaman "elementos de la vida", como si enfatizaran que en ausencia de estos elementos, la vida de plantas y animales se vuelve imposible. La falta de oligoelementos en el suelo no conduce a la muerte de las plantas, pero es el motivo de una disminución en la velocidad y consistencia de los procesos responsables del desarrollo del organismo. En última instancia, las plantas no se dan cuenta de su potencial y dan un rendimiento bajo y no siempre de alta calidad.
Según la oferta de microelementos, las plantas agrícolas se agrupan en los siguientes grupos:
1. Plantas de baja eliminación de microelementos y una capacidad de asimilación relativamente alta: pan de grano, maíz, legumbres, patatas;
2. Plantas con una mayor eliminación de microelementos con baja y media capacidad de asimilación: tubérculos (azúcar, forrajes, remolacha y zanahorias), hortalizas, hierbas perennes (legumbres y cereales), girasol;
3. Las plantas con una alta eliminación de microelementos son cultivos agrícolas que se cultivan en condiciones de riego en el contexto de altas dosis de fertilizantes minerales.
Las características litológicas de los depósitos Cuaternarios también están asociadas con las características provinciales de la distribución de elementos traza (Cuadro 1).
Los oligoelementos no pueden ser reemplazados por otras sustancias y su deficiencia debe necesariamente reponerse teniendo en cuenta la forma en que estarán en el suelo. Las plantas pueden usar oligoelementos solo en forma soluble en agua (forma móvil de un oligoelemento), y una planta puede usar una forma estacionaria después de complejos procesos bioquímicos que involucran ácidos húmicos del suelo. En la mayoría de los casos, estos procesos avanzan muy lentamente y, con abundante riego del suelo, se elimina una parte significativa de las formas móviles de microelementos resultantes.
Todos los oligoelementos de la vida, excepto el boro, forman parte de ciertas enzimas. El boro no forma parte de las enzimas, pero se localiza en el sustrato y participa en el movimiento de los azúcares a través de las membranas, debido a la formación de un complejo de carbohidratos borato.
La mayoría de los oligoelementos son catalizadores activos que aceleran una variedad de reacciones bioquímicas. Los oligoelementos con sus notables propiedades en cantidades mínimas son capaces de ejercer un poderoso efecto en el curso de los procesos de la vida y recuerdan mucho a las enzimas. La influencia combinada de los oligoelementos mejora significativamente sus propiedades catalíticas.
En algunos casos, solo las composiciones de oligoelementos pueden restaurar el desarrollo normal de las plantas. Sin embargo, la reducción del papel de los oligoelementos solo a su acción catalítica es incorrecta.
Los oligoelementos tienen una gran influencia en los biocoloides y afectan la dirección de los procesos bioquímicos. Entonces, el manganeso regula la proporción de hierro ferroso y férrico en la célula. La relación hierro-manganeso debe ser superior a dos. El cobre protege contra la destrucción de la clorofila y aumenta la dosis de nitrógeno y fósforo aproximadamente dos veces. El boro y el manganeso aumentan la fotosíntesis después de congelar las plantas.
Una proporción desfavorable de nitrógeno, fósforo, potasio puede causar enfermedades de las plantas que se curan con fertilizantes con micronutrientes.
Todos los elementos del quinto, sexto y séptimo período del sistema D.I. se encuentran entre los micro y ultramicroelementos. Mendeleev, la mayoría de los elementos del cuarto período y algunos elementos del segundo período.
La doctrina armoniosa de los microelementos fue creada por los trabajos de muchos científicos nacionales y extranjeros (V.I. Vernadsky, A.P. Vinogradov, K.K. Gedroits, D.N. Pryanishnikov, V.V. Kovalsky, V.A. Mitchell, A. Peylzh, J. Hodson, N. G. Zyrin).
Los oligoelementos juegan un papel bioquímico y fisiológico importante en la vida de las plantas, los animales y los seres humanos. Tanto la falta de micronutrientes en la dieta como el exceso son desfavorables.
Mesa 26
(Vinogradov A.P., 1950)
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Litosfera |
Plantas (ceniza) |
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La proporción del contenido en el suelo y la litosfera para muchos oligoelementos es bastante similar: cuanto más un elemento en la litosfera, más en el suelo, pero no existe una proporcionalidad estricta. Si, por ejemplo, el contenido de litio en los suelos y la litosfera es casi el mismo, entonces hay más azufre en los suelos y más níquel, cobre, zinc en la litosfera. Una de las razones de tal distribución es la acumulación de muchos elementos por organismos vivos después de la muerte de los cuales los microelementos ingresan, en primer lugar, al suelo. Esto se ve claramente en el ejemplo de los elementos: biófilos, cuyo contenido en la ceniza de las plantas es muchas veces mayor que en la litosfera y los suelos (Mo, Zn, Cu, I, B).
El efecto positivo de los microelementos se debe al hecho de que participan en procesos redox, metabolismo de carbohidratos y nitrógeno, aumentan la resistencia de las plantas a enfermedades y condiciones ambientales desfavorables. Bajo la influencia de oligoelementos en las hojas, aumenta el contenido de clorofila, mejora la fotosíntesis. Muchos oligoelementos están incluidos en los centros activos de enzimas y vitaminas. Los oligoelementos afectan la permeabilidad de las membranas celulares y el suministro de nutrientes a las plantas. Por ejemplo, el manganeso promueve la absorción selectiva de iones del ambiente externo; cuando se excluye, aumenta el contenido de varios elementos en las plantas. El manganeso influye en el movimiento del fósforo de las hojas maduras a las jóvenes. El cobalto, el cobre y el boro mejoran el suministro de nitrógeno a las plantas. El zinc cambia la permeabilidad de las membranas por potasio y magnesio. El suministro de magnesio a las plantas mejora con un suministro suficiente de cobre, zinc y boro.
Se ha demostrado experimentalmente que los oligoelementos son necesarios para muchos procesos bioquímicos importantes; la falta de elementos ralentiza estos procesos e incluso los detiene. Mo, Fe, V, Co, W, B, Mn, Zn son necesarios para el metabolismo de proteínas, carbohidratos y grasas; Mg, Mn, Fe, Co, Cu, Ni, Cr participan en la síntesis de proteínas; en hematopoyesis - Co, Cu, Mn, Ni, Zn; en la respiración - Mg, Fe, Cu, Zn, Mn, Co.
Los estudios científicos han demostrado que incluso con un contenido bajo, muchos oligoelementos pueden afectar significativamente los procesos de formación del suelo y participar activamente en ellos. Todos los procesos bioquímicos del suelo de acumulación, transformación y transferencia de compuestos orgánicos en un ecosistema dependen en gran medida del nivel de contenido y de un conjunto de oligoelementos. Al mismo tiempo, los microelementos estimulan la actividad de los microorganismos. Como resultado, se intensifican los procesos de formación de sustancias húmicas a partir de residuos vegetales.
El contenido y la distribución de oligoelementos en los horizontes genéticos están activamente influenciados por muchos procesos de formación del perfil del suelo (Cuadro 27). Durante el proceso de acumulación de humus, se acumulan en la parte superior del perfil del suelo. El desarrollo intensivo de procesos eluviales (podzolización, loessivage, salinización) se acompaña de agotamiento del suelo y eliminación de elementos de horizontes individuales, acumulación en horizontes iluviales y gley.
En el proceso de formación del suelo, hay una redistribución de oligoelementos en el perfil del suelo, como resultado de lo cual se acumulan o se lavan de los horizontes superiores, su contenido puede aumentar como resultado de la introducción de fertilizantes, contaminación artificial, cerca de volcanes, etc. Por lo tanto, se distinguen áreas con contenido insuficiente o excesivo de oligoelementos. Tales territorios A.P. Vinogradov las llamó provincias bioquímicas.
Mesa 27
La participación de oligoelementos en los procesos edáficos más importantes.
(Kovda V.A., 1973)
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Suelo o suelo educación |
Acumulando oligoelementos |
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Pequeño ciclo biológico |
Hojarasca vegetal fresca o parcialmente descompuesta |
Mo, Zn, Cu, B, I, Br, Se, Ni, U, Ba, Mn, Sr, V |
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Síntesis de humus |
Sustancias húmicas |
B, I, Mn, Co, Cu, Mo, Zn, Ni, Pb, Br, F |
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Formación de arcillas y síntesis de coloides. |
Parte del suelo muy dispersa |
Mn, Fe, Cu, Co, V, Cr, Ni, Mo Li Rb, Cs, Ba, Sr, Pb, Zn, Mn, V, I, B |
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Espejismo |
Horizontes iluviales |
Cu, Ni, Co, V, Cr, Zn, Mo, B |
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Brillando |
Horizonte de gley | |
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Acumulación hidrogénica |
Suelos de pradera del norte Suelos del prado del sur Marismas Lateritas tropicales |
Mn, Cu, Ni, V, Co, B B, I, F, Li, Rb, Cs, Zn, Ca, Co Ti, V, Cr, Co, Ni, Cu |
V.V. Kovalsky (1970) desarrolló una zonificación biogeoquímica del territorio de Rusia sobre la base de la cual identificó cuatro zonas biogeoquímicas principales.
Zona no chernozem del bosque de taiga... Las reacciones de los organismos vivos en esta zona se deben a la falta de calcio, fósforo, cobalto (73% de todos los suelos), cobre (70%), yodo (80%), molibdeno (53%), boro (50%), zinc (49%), el contenido óptimo de manganeso (72%), un exceso relativo, especialmente en las llanuras aluviales de los ríos, estroncio (15%).
Bosque-estepa y estepa chernozem... Esta zona se caracteriza por el contenido óptimo de calcio y cobalto en el suelo (96% para bosque gris y 77% para chernozem), cobre (72-75%), manganeso (71-75%), yodo, zinc, molibdeno se equilibran con otros elementos. A veces hay una falta de manganeso móvil.
Estepa seca, semidesierta, desierto... Los organismos vivos se ven afectados por niveles elevados de sulfatos, boro (88%), zinc (76%), a menudo estroncio (47%), molibdeno (40%), bajo contenido de cobre (40%), a veces cobalto (52%).
Zonas de montaña. A menudo se manifiesta una falta de yodo, cobalto, cobre, zinc, aunque también hay opciones para un exceso de cobre, zinc, cobalto, molibdeno, estroncio, etc.
Las provincias biogeoquímicas se identifican en cada zona. Así, en las provincias con falta de cobalto, se debilita la síntesis de vitamina B 12, característica de la zona No Chernozem; con la falta de yodo, la función de la glándula tiroides se altera y se produce un bocio endémico; con un exceso de selenio, se produce una deformación de los cascos, una violación de la línea del cabello en los animales. El territorio de Bielorrusia, especialmente Polesie, se caracteriza por la falta de yodo en las aguas y suelos, como resultado de lo cual se observa bocio, con falta de aleteo de leucemia de cobalto (sequedad en los Estados bálticos), un exceso de molibdeno en el norte de Kazajstán, Tuva, Armenia causa gota, etc.
El contenido insuficiente o excesivo de oligoelementos en los suelos se debe a dos grupos de razones:
Características bioquímicas de suelos y paisajes;
Influencia de los flujos tecnogénicos de sustancias.
Las provincias con alto contenido de elementos se forman en áreas con predominio de paisajes acumulativos, así como cerca de depósitos minerales, en zonas de actividad volcánica, como consecuencia de la contaminación técnica del territorio.
Las fuentes primarias de oligoelementos son las rocas, el aire y el suelo parcialmente atmosféricos y las aguas subterráneas. Los oligoelementos son consumidos por las plantas del suelo, pero algunos elementos ingresan a las plantas desde el aire y el agua. Los oligoelementos pueden ingresar al suelo con gases de la atmósfera, humo de volcanes, con precipitación de meteoritos al aplicar pesticidas para combatir enfermedades y plagas de plantas, con fertilizantes minerales.
Los microelementos en los suelos contienen: en la red cristalina de minerales primarios y secundarios en forma de una mezcla isomorfa; en forma de compuestos insolubles (sales, óxidos); en un estado de intercambio iónico; como parte de materia orgánica; en solución de suelo.
Uno de los criterios para el grado de suministro de microelementos a las plantas es su contenido en el suelo. En este caso, no es la cantidad bruta (total) de microelementos individuales en el suelo lo que es más importante, sino la presencia de formas móviles que determinan su disponibilidad para las plantas (Cuadro 28).
Mesa 28
(Rinkis G.Ya., 1982), mg / kg
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campana extractora 1n. Hcl |
campana extractora 1n. KCl |
campana 0.1N H2SO 4 |
campana extractora 1n. HNO 3 |
Mo en extracto oxálico (según Grieg) |
En un extracto de agua |
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Podzólico: mínimo máximo | ||||||
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Carbonato Zona de tierra no negra: mínimo máximo | ||||||
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Chernozems: mínimo máximo | ||||||
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Castaña: mínimo máximo | ||||||
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Serozem: mínimo máximo |
La disponibilidad de oligoelementos para las plantas está determinada por su contenido en la solución del suelo y en el estado de intercambio iónico. La mayoría de los oligoelementos contenidos en el suelo no están disponibles para las plantas. Entonces, los compuestos móviles Cu, Co, Mn constituyen solo el 10-25% de su cantidad total, la proporción de compuestos de zinc y molibdeno disponibles es menor, a veces hasta el 1%. El número de formas móviles en los suelos varía mucho, lo que se explica por las características genéticas de los suelos, la intensidad de su domesticación.
Cuadro 29
La cantidad media de oligoelementos * y el contenido de formas móviles ** en los horizontes cultivables de los suelos de los Urales medios,
mg / kg en extractos según Peive-Rinkis según M.F. Kuznetsov
(Kovrigo V.P., 2000)
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Sod-podzólico franco arenoso y arenoso | |||||||
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Sod-podzólico arcilloso | |||||||
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Bosque gris arcilloso y arcilloso podzolizado | |||||||
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Sod-carbonato arcilloso | |||||||
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Sod-gley arcilloso | |||||||
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Franco aluvial |
Nota: * numerador, ** denominador
El contenido de oligoelementos en forma móvil está determinado por el tipo de suelo, la naturaleza de las rocas madre y la vegetación, la actividad microbiológica del suelo, la reacción del medio ambiente y el contenido de materia orgánica. Por ejemplo, la acidificación aumenta la movilidad de Mn, Cu, B, Zn, etc., pero la disponibilidad de Mo disminuye significativamente. Los ácidos húmicos, así como el fórmico, el cítrico y otros, pueden formar compuestos tanto solubles como insolubles con oligoelementos.
Las principales regularidades en el contenido y la distribución de oligoelementos en los suelos sod-podzólicos del Territorio de Perm fueron estudiadas por T.A. Krotkikh, G. Ya. Elkina.
Se ha establecido que el suministro de los suelos de césped-podzólico con formas de oligoelementos disponibles para las plantas está determinado por las reservas brutas (principalmente en las rocas madre), el grado de podzolización y la composición granulométrica.
La cantidad bruta de microelementos en el horizonte del arado se correlaciona estrechamente con sus reservas en las rocas madre.
Su número aumenta de suelos de composición granulométrica ligera a pesados, de muy podzolizados a menos podzolizados (Cuadro 30).
Mesa 30
suelos soddy-podzólicos del Territorio de Perm, mg / kg
(Elkina G.Ya., 1980)
La intensidad de la migración de oligoelementos depende del grado de podzolización. La movilidad de los oligoelementos en los suelos sod-podzólicos está muy influenciada por la reacción del medio ambiente y el contenido de humus, las bases de intercambio y el grado de saturación.
Boro generalizado en la naturaleza en forma de compuestos de oxígeno de minerales que contienen boro ácido bórico (H 3 VO 3) y bórax. Su contenido en la litosfera alcanza el 3010 -3% (Na 2 B 4 O 7 10H 2 O). Las fluctuaciones en el contenido de boro en los suelos oscilan entre 2 y 130 mg / kg. El contenido medio de boro en las cenizas vegetales es del 0,04%. Las plantas dicotiledóneas son las que más necesitan boro. Un contenido significativo de este elemento se encontró en flores, especialmente en estigmas y columnas.
El boro tiene un gran efecto sobre el metabolismo y transporte de carbohidratos en las plantas; con falta de boro, se retrasa la salida de carbohidratos de las hojas a las raíces y tubérculos. La deficiencia de boro reduce el número de flores fertilizadas, el proceso de maduración de la semilla se interrumpe y reduce la fijación de nitrógeno atmosférico por las plantas nódulos.
Los más pobres en boro son los suelos podzólicos de césped, especialmente los suelos arenosos y franco arenosos, los suelos pantanosos y pantanosos de composición granulométrica ligera. En los chernozems, la cantidad de boro varía de 0,3 a 1,8 mg / kg; sobre todo en suelos de estepa marrón, donde se producen acumulaciones de sal y marismas bóricas. Se observa un exceso de boro en algunas provincias biogeoquímicas, una de las cuales se encuentra en la cuenca del río. Ural.
Con la falta de boro, las plantas se ven afectadas por la pudrición seca (cultivos de raíces), la podredumbre parda (coliflor) y la bacteriosis. Girasol, alfalfa, tubérculos forrajeros, lino, arroz son especialmente sensibles a la deficiencia de boro, cultivos de hortalizas, remolacha azucarera.
El exceso de boro provoca quemaduras en las hojas. Un buen aporte de plantas con calcio y fósforo aumenta los requerimientos para el aporte de boro. El encalado reduce la disponibilidad de boro y lo fija en el suelo. La introducción de boro en suelos encalados elimina completamente la enfermedad de los cultivos de raíces con pudrición del núcleo y patatas con sarna. La introducción de boro es aconsejable si el contenido de formas móviles en los suelos de la zona no Chernozem es inferior a 0,2-0,5 mg por 1 kg de suelo.
Cobre. El contenido promedio de cobre en las plantas es de 0,0002% o 2 mg por 1 kg de peso y depende de las características de su especie y las condiciones del suelo. El contenido medio de cobre en la litosfera es 10 ∙ 10 -3, y en los suelos 2 ∙ 10 -3%. Con la cosecha culturas diferentes Se extraen 7-327 g de cobre de 1 hectárea. El cobre aumenta la resistencia de las plantas al acame; contribuye a un aumento de la resistencia de las plantas a las heladas por sequía y al calor La deficiencia de cobre provoca retraso del crecimiento, pérdida de turgencia y marchitez de las plantas, retraso en la floración. En fruta, con falta de cobre, aparece sequedad.
El contenido bruto de cobre en diferentes suelos varía de 0,1 a 150 mg por 1 kg de suelo. Los más pobres en cobre son las turberas, los suelos calcáreos y húmedos, los suelos arenosos y franco arenosos. El encalado de suelos ácidos reduce el suministro de cobre a las plantas. La cal actúa como adsorbente de cobre. Los suelos se consideran pobres en contenido de cobre si los suelos de la zona sin Chernozem contienen cobre< 1,5–2,0 мг, в черноземной зоне - < 2,0–5,0 мг на 1 кг почвы. Потребность в меди возрастает в условиях применения высоких доз азотных удобрений. Наиболее отзывчивы на медные удобрения пшеница, овес, ячмень, травы, лен, корнеплоды, просо, подсолнечник, горох, овощные культуры и плодово-ягодные.
Manganeso . Los cereales, la remolacha, las raíces forrajeras, las patatas, las frambuesas y los manzanos son especialmente exigentes con el contenido suficiente de las formas disponibles de manganeso en el suelo. Con el rendimiento del cultivo, se eliminan 1000-4500 g de manganeso de 1 hectárea.
El manganeso es esencial para todas las plantas. El contenido medio de Mn en las plantas es del 0,001% o 10 mg por 1 kg de masa. Su principal cantidad se localiza en hojas y cloroplastos. Se reveló la participación directa de Mn en la fotosíntesis. El manganeso juega un papel importante en la activación de muchas reacciones en las plantas. El manganeso aumenta la capacidad de retención de agua de los tejidos, reduce la transpiración y afecta la fructificación de las plantas. Con una aguda falta de manganeso, se observaron casos de ausencia total de fructificación en rábanos, repollo, tomates y guisantes.
El manganeso en suelos de sod-podzólico y chernozem contiene 0.1-0.2%, pero la mayor parte de este elemento está en forma de óxidos e hidróxidos poco solubles. Si el contenido total de Mn en los horizontes arables de los suelos principales varía de 0.05 a 0.29%, entonces la cantidad de Mn móvil (según Peive) en suelos soddy-podzólicos es 50-150 mg / kg, y en suelos de otros tipos - desde 1,0-1,5 a 75-125 mg / kg.
En primer lugar, los fertilizantes de manganeso deben aplicarse en suelos de bosques grises, chernozems ligeramente lixiviados, suelos solonetzicos y castaños.
Molibdeno ... El mayor contenido de molibdeno en plantas se observó en leguminosas (0,5-20,0 mg por 1 kg de peso seco) y en cereales de 0,2-1,0 mg por 1 kg de peso seco.
Las plantas necesitan molibdeno en cantidades más pequeñas que el boro, manganeso, zinc y cobre. El molibdeno se localiza en órganos jóvenes en crecimiento.
Con la falta de molibdeno en el medio nutritivo, el metabolismo del nitrógeno se altera en las plantas y se acumula una gran cantidad de nitratos en los tejidos. El molibdeno participa en la biosíntesis de ácidos nucleicos, fotosíntesis, respiración, síntesis de pigmentos, vitaminas.
Los suelos ácidos son los más pobres en las formas disponibles de molibdeno. El contenido de molibdeno total en el suelo varía de 0,2 a 2,40 mg, y de formas móviles, de 0,10 a 0,27 mg por 1 kg de suelo. Los más pobres en molibdeno son los suelos de composición de tamaño de grano ligero con un bajo contenido de humus. El contenido más bajo de molibdeno móvil se observó en suelos arenosos de césped y podzólico (0,05 mg por 1 kg). Mayor contenido de formas gruesas y móviles de molibdeno en suelos chernozem.
Zinc. La remoción de zinc con la cosecha de cultivos extensivos es de 75 a 2250 g por hectárea. El trigo sarraceno, el lúpulo, la remolacha, las patatas y el trébol de pradera se caracterizan por una mayor sensibilidad a la deficiencia de zinc. Las malas hierbas se caracterizan por un mayor contenido de zinc que las cultivadas. Las plantas de coníferas tienen un mayor contenido de zinc, el mayor contenido de zinc se encuentra en los hongos venenosos. La necesidad de zinc en los cultivos de campo es menor que la de los árboles frutales.
El zinc aumenta la resistencia al calor y las heladas de las plantas, participa en la formación de precursores de clorofila. Se conocen más de 30 enzimas que contienen zinc. Con la falta de zinc en las plantas, el contenido de sacarosa y almidón disminuye, el contenido de auxina disminuye, se interrumpe la síntesis de proteínas, se suprime la división celular, lo que conduce a cambios morfológicos en las hojas, se deterioran el alargamiento celular y la diferenciación de tejidos.
La deficiencia de zinc puede manifestarse tanto en suelos livianos ácidos altamente podzolizados como en suelos calcáreos, pobres en zinc, y en suelos altamente húmicos. La apariencia de la deficiencia de zinc se ve reforzada por el uso de altas tasas de fertilizantes de fósforo y un fuerte arado del subsuelo hasta el horizonte del arado. El mayor contenido total de zinc se encuentra en los suelos de tundra (53-76 mg por 1 kg) y chernozem (24-90 mg por 1 kg), el más bajo está en los suelos soddy-podzólicos (20-67 mg por 1 kg). La deficiencia de zinc se manifiesta con mayor frecuencia en suelos calcáreos neutros y ligeramente alcalinos. En suelos ácidos, el zinc es más móvil y está disponible para las plantas.
Cobalto. El contenido medio de cobalto en las plantas es del 0,00002%. El cobalto es esencial para la fijación biológica del nitrógeno molecular y es un componente de la vitamina B 12. La deficiencia de cobalto puede ocurrir principalmente en legumbres. Con un bajo contenido de cobalto en el alimento, los animales desarrollan anemia, el apetito disminuye drásticamente y la productividad disminuye. El efecto positivo del cobalto se manifiesta principalmente en suelos bien provistos de todos los demás elementos de la nutrición mineral, con una reacción cercana a la neutralidad.
Un estudio de agroquímicos mostró que los suelos de ciertas provincias bioquímicas son a menudo pobres en formas móviles de algunos oligoelementos. LICENCIADO EN LETRAS. Yagodin y I.V. Vernichenko hizo una generalización de la literatura sobre la provisión de suelos en las principales zonas biogeoquímicas de Rusia con formas móviles de oligoelementos, establecida sobre la base del análisis de suelos y plantas, así como como resultado de experimentos de campo y vegetación (Cuadro 31).
Para fines agronómicos, la cantidad bruta y móvil de oligoelementos (mg / kg) se determina en los suelos. Los indicadores del contenido de elementos móviles en los suelos se utilizan para determinar la necesidad de utilizar fertilizantes con micronutrientes. Existe una agrupación según la oferta de plantas con formas móviles de microelementos (Anexo 4).
Cuadro 31
Gradaciones de la disponibilidad del suelo en Rusia con formas móviles de microelementos.
(Características agroquímicas de los suelos en la URSS, 1962-1974)
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Elemento micro |
Zona bioquímica |
Suelo |
Suministro de gradación, mg por 1 kg de suelo |
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muy pobre |
muy rico |
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Bosque de taiga | |||||||
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Extracto de oxalato | |||||||
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0,1 n. H 2 SO 4 | |||||||
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Estepa forestal y estepa | |||||||
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Oxalato | |||||||
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0,1 n. H 2 SO 4 | |||||||
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Estepa seca y semi-estepa | |||||||
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HNO 3 (según Gyulakhmedov) | |||||||
