Quels micro-éléments sont nécessaires à la vie de la plante. Pourquoi les micronutriments sont-ils nécessaires? Proprietes physiques et chimiques

L'optimisation de la nutrition des plantes, l'augmentation de l'efficacité de la fertilisation sont largement associées à la fourniture d'un ratio optimal de macro et microéléments dans le sol. De plus, cela est important non seulement pour la croissance des cultures, mais aussi pour améliorer la qualité de la production agricole.Il faut également tenir compte du fait que les nouvelles variétés hautement productives ont un métabolisme intensif, ce qui nécessite un approvisionnement complet en tous les nutriments, y compris les micro-éléments.

Le manque d'oligo-éléments dans le sol est la raison d'une diminution de la vitesse et de la cohérence des processus responsables du développement de l'organisme. En fin de compte, les plantes ne réalisent pas pleinement leur potentiel et forment une culture de faible qualité et pas toujours de haute qualité, et meurent parfois.

Le rôle principal des micronutriments dans l'amélioration de la qualité et de la quantité de la culture est le suivant:

1. En présence de la quantité requise d'oligo-éléments, les plantes ont la capacité de synthétiser une gamme complète de enzymes qui permettent une utilisation plus intensive de l'énergie, de l'eau et de la nutrition (N, P, K) et, par conséquent, obtiennent un rendement plus élevé.

2. Les oligo-éléments et les enzymes basés sur eux renforcent l'activité régénératrice des tissus et préviennent les maladies des plantes.

4. La majorité des oligo-éléments sont des catalyseurs actifs qui accélèrent un certain nombre de réactions biochimiques. L'effet combiné des oligo-éléments améliore considérablement leurs propriétés catalytiques. Dans certains cas, seules des compositions d'oligo-éléments peuvent restaurer le développement normal des plantes.

Les oligo-éléments ont une grande influence sur les biocolloïdes et affectent la direction des processus biochimiques.

Selon les résultats d'études sur l'efficacité de l'utilisation des oligo-éléments dans agriculture des conclusions sans ambiguïté peuvent être tirées:

1. L'absence de formes assimilables de micro-éléments dans le sol entraîne une diminution du rendement des cultures agricoles et une détérioration de la qualité des produits. Elle est à l'origine de diverses maladies (pourriture de la moelle et creux des betteraves, taches de liège sur les pommes, grain de céréales vide, maladie de la rosette des fruits et diverses maladies de chlorose).

2. L'optimal est l'apport simultané de macro et microéléments, en particulier le phosphore et le zinc, l'azote nitrique et le molybdène.

3. Pendant toute la saison de croissance, les plantes ont besoin de micro-éléments de base, dont certains ne sont pas réutilisés, c.-à-d. ne sont pas réutilisés dans les plantes.

4. Les micro-éléments sous une forme biologiquement active sont actuellement inégalés pour l'alimentation foliaire, particulièrement efficaces lorsqu'ils sont utilisés simultanément avec des macronutriments.

5. Les doses préventives de micro-éléments biologiquement actifs, appliquées quelle que soit la composition du sol, n'affectent pas la teneur totale en micro-éléments du sol, mais ont un effet bénéfique sur l'état des plantes. Lors de leur utilisation, l'état de dépression physiologique des plantes est exclu, ce qui entraîne une augmentation de leur résistance à diverses maladies, ce qui, en général, affectera l'augmentation de la quantité et de la qualité de la récolte.

6. Il est particulièrement nécessaire de noter l'effet positif des micro-éléments sur la productivité, la croissance et le développement des plantes, le métabolisme, sous réserve de leur introduction et à des taux strictement définis, et au moment optimal.

Les cultures diffèrent par des exigences différentes pour les micro-éléments individuels. Selon le besoin de micro-éléments, les plantes agricoles sont regroupées dans les groupes suivants (selon V.V. Zerling):

1. Plantes à faible élimination des micro-éléments et à capacité d'assimilation relativement élevée - céréales, maïs, légumineuses, pommes de terre;

2. Plantes avec une élimination accrue des micro-éléments à faible et moyenne capacité d'assimilation - plantes-racines (sucre, fourrage, betterave et carottes), légumes, graminées vivaces (légumineuses et céréales), tournesol;

3. Les plantes avec une élimination élevée de micro-éléments sont des cultures agricoles cultivées dans des conditions d'irrigation dans un contexte de fortes doses d'engrais minéraux.

Les micronutriments complexes modernes contiennent, en plus d'un certain nombre de micro-éléments, certains méso- et macro-éléments. Considérez l'effet des macro, méso et microéléments individuels sur les plantes agricoles.

Mésoéléments

Magnésium

Le magnésium fait partie de la chlorophylle, de la phytine, des substances pectines; trouvé dans les plantes et sous forme minérale. La chlorophylle contient 15 à 30% de tout le magnésium assimilé par les plantes. Le magnésium joue un rôle important rôle physiologique dans le processus de photosynthèse, affecte les processus redox dans les plantes.

En cas de manque de magnésium, l'activité de la peroxydase augmente, les processus d'oxydation dans les plantes augmentent et la teneur en acide ascorbique et en sucre inverti diminue. Le manque de magnésium inhibe la synthèse des composés azotés, en particulier la chlorophylle. Le signe externe de sa carence est la chlorose foliaire. Dans les céréales, le persillage et les bandes de feuilles, chez les plantes dicotylédones, les zones de la feuille entre les nervures jaunissent. Les signes de carence en magnésium apparaissent principalement sur les feuilles plus âgées.

Le manque de magnésium se manifeste, dans une plus grande mesure sur le gazon-podzolique sols acides distribution granulométrique légère.

Les formes ammoniacales d'azote, ainsi que les engrais potassiques, aggravent l'absorption du magnésium par les plantes, et le nitrate, au contraire, l'améliore.

Soufre

Le soufre fait partie de toutes les protéines, est contenu dans les acides aminés, joue un rôle important dans les processus redox des plantes, dans l'activation des enzymes, dans le métabolisme des protéines. Il favorise la fixation de l'azote de l'atmosphère, favorisant la formation de nodules de légumineuses. Le soufre est la source de nutrition des plantes pour l'acide sulfurique.

En cas de manque de soufre, la synthèse des protéines est retardée, car la synthèse des acides aminés contenant cet élément est difficile. À cet égard, la manifestation de signes de carence en soufre est similaire aux signes de manque d'azote. Le développement des plantes ralentit, la taille des feuilles diminue, les tiges s'allongent, les feuilles et les pétioles deviennent ligneux. Avec la famine de soufre, les feuilles ne meurent pas, bien que la couleur devienne pâle.

Dans de nombreux cas, lorsque des engrais contenant du soufre sont appliqués, des augmentations du rendement en grains sont notées.

Macronutriments

Potassium

Le potassium affecte les propriétés physicochimiques des biocolloïdes (favorise leur gonflement) situés dans le protoplasme et les parois des cellules végétales, augmentant ainsi l'hydrophilie des colloïdes - la plante retient mieux l'eau et tolère plus facilement les sécheresses de courte durée. Le potassium augmente tout le cours du métabolisme, augmente l'activité vitale de la plante, améliore le flux d'eau dans les cellules, augmente la pression osmotique et la turgescence, et réduit les processus d'évaporation. Le potassium est impliqué dans le métabolisme des glucides et des protéines. Sous son influence, la formation de sucres dans les feuilles et son mouvement vers d'autres parties de la plante sont améliorés.

Avec des carences en potassium, la synthèse des protéines est retardée et l'azote non protéique s'accumule. Le potassium stimule le processus de photosynthèse, améliore l'écoulement des glucides du limbe vers d'autres organes.

Azote

L'azote fait partie de substances organiques importantes telles que les protéines, les acides nucléiques, les nucléoprotéines, la chlorophylle, les alcaloïdes, les phosphates, etc.

Les acides nucléiques jouent un rôle essentiel dans le métabolisme des organismes végétaux. L'azote est le composant le plus important de la chlorophylle, sans lequel le processus de photosynthèse ne peut se dérouler; fait partie des enzymes - catalyseurs des processus vitaux dans l'organisme végétal.

Dans les préparations de GLYCEROL, l'azote est sous forme de nitrate. Les nitrates sont la meilleure forme de nutrition des plantes à un jeune âge, lorsque la surface des feuilles est petite, ce qui fait que le processus de photosynthèse est encore faible dans les plantes et que les glucides et les acides organiques ne se forment pas en quantités suffisantes.

Oligo-éléments

Le fer

Les caractéristiques structurelles de l'atome de fer, typiques des éléments de transition, déterminent la valence variable de ce métal (Fe 2+ / Fe 3+) et une capacité prononcée à complexer la formation. Ces propriétés chimiques déterminent les principales fonctions du fer dans les plantes.

Dans les réactions redox, le fer est impliqué à la fois dans les formes héminiques et non hémiques.

Le fer dans la composition des composés organiques est nécessaire pour les processus redox se produisant pendant respiration et photosynthèse. Cela est dû aux propriétés catalytiques très élevées de ces composés. Les composés inorganiques du fer sont également capables de catalyser de nombreuses réactions biochimiques et, en combinaison avec des substances organiques, les propriétés catalytiques du fer augmentent plusieurs fois.

L'atome de fer est oxydé et réduit relativement facilement, par conséquent, les composés de fer sont des porteurs d'électrons dans les processus biochimiques. Ces processus sont réalisés par des enzymes contenant du fer. Le fer a également une fonction particulière - une participation indispensable à la biosynthèse de la chlorophylle. Par conséquent, toute raison limitant la disponibilité du fer pour les plantes conduit à des maladies graves, en particulier à la chlorose.

Avec un manque de fer, les feuilles des plantes deviennent jaune clair et avec la famine, elles sont complètement blanches (chlorotiques). Le plus souvent, la chlorose, en tant que maladie, est caractéristique des jeunes feuilles. Avec une carence en fer aiguë, la plante meurt. Dans les arbres et arbustes, la couleur verte des feuilles apicales disparaît complètement, elles deviennent presque blanches et se dessèchent progressivement. Le manque de fer pour les plantes est le plus souvent observé sur les sols calcaires, ainsi que sur les sols mal drainés.

Dans la plupart des cas, les oligo-éléments d'une plante ne sont pas réutilisés si l'un d'entre eux est déficient. Il a été constaté que sur les sols salins, l'utilisation de micro-éléments améliore l'absorption des nutriments du sol par les plantes, réduit l'absorption du chlore, tandis que l'accumulation de sucres et d'acide ascorbique augmente, il y a une légère augmentation de la teneur en chlorophylle et la productivité de la photosynthèse augmente.

La carence en fer se manifeste le plus souvent sur les sols calcaires, ainsi que sur les sols à forte teneur en phosphates assimilables, ce qui s'explique par le transfert du fer dans des composés inaccessibles.

Les sols gazon-podzoliques sont caractérisés par une quantité excessive de fer.

Bore

Le bore est essentiel pour le développement du méristème. Les signes caractéristiques d'une carence en bore sont la mort des points de croissance, des pousses et des racines, des perturbations dans la formation et le développement des organes reproducteurs, la destruction des tissus vasculaires, etc. La carence en bore provoque très souvent la destruction des jeunes tissus en croissance.

Sous l'influence du bore, la synthèse et le mouvement des glucides, en particulier du saccharose, des feuilles vers les organes de fructification et les racines sont améliorés. On sait que les plantes monocotylédones sont moins exigeantes en bore que les dicotylédones.

Il existe des preuves dans la littérature que le bore améliore le mouvement des substances de croissance et de l'acide ascorbique des feuilles vers les organes de fructification. Il favorise également une meilleure utilisation du calcium dans les processus métaboliques des plantes. Par conséquent, en l'absence de bore, les plantes ne peuvent normalement pas utiliser de calcium, bien que ce dernier soit dans le sol en quantité suffisante. Il a été établi que la taille de l'absorption et de l'accumulation de bore par les plantes augmente avec une augmentation de la teneur en potassium dans le sol.

La carence en bore conduit non seulement à une diminution du rendement des cultures agricoles, mais aussi à une détérioration de sa qualité. On sait que de nombreuses maladies fonctionnelles des plantes cultivées sont causées par une quantité insuffisante de bore. Par exemple, la maladie du lin avec bactériose est observée sur les sols chaulés-podzoliques et gazonnés-gley. La chlorose des feuilles cardiaques, la pourriture des racines (pourriture sèche) apparaissent chez les betteraves.

Il est à noter que le bore est nécessaire pour les plantes tout au long de la saison de croissance. L'exclusion du bore du milieu nutritif à n'importe quel stade de la croissance de la plante conduit à sa maladie.

De nombreuses études ont montré que les fleurs sont les plus riches en bore par rapport aux autres parties des plantes. Il joue un rôle essentiel dans le processus de fertilisation. S'il est exclu du milieu nutritif, le pollen de la plante ne germe pas mal ou même pas du tout. Dans ces cas, l'introduction du bore favorise une meilleure germination du pollen, élimine la perte d'ovaires et améliore le développement des organes reproducteurs.

Le bore joue un rôle important dans la division cellulaire et la synthèse des protéines et est un composant essentiel de la paroi cellulaire. Le bore joue un rôle extrêmement important dans le métabolisme des glucides. Son manque de milieu nutritif provoque l'accumulation de sucres dans les feuilles des plantes. Ce phénomène est observé dans les cultures les plus sensibles aux engrais au bore.

Avec un manque de bore dans le milieu nutritif, il y a aussi une violation structure anatomique plantes, par exemple, mauvais développement du xylème, fragmentation du phloème du parenchyme principal et dégénérescence du cambium. Le système racinaire se développe mal, car le bore joue un rôle important dans son développement. La betterave sucrière a particulièrement besoin de bore.

Le bore est également important pour le développement de nodules sur les racines des légumineuses. Avec une carence ou une absence de bore dans le milieu nutritif, les nodules se développent mal ou ne se développent pas du tout.

Le cuivre

Le rôle du cuivre dans la vie végétale est très spécifique: le cuivre ne peut être remplacé par aucun autre élément ni par leur somme.

Un symptôme d'un manque de cuivre dans les plantes se manifeste sous la forme d'une «maladie de transformation». Dans les céréales, les symptômes apparaissent comme
blanchiment et séchage des sommets des jeunes feuilles. La plante entière acquiert une couleur vert clair, la tête est retardée. Avec une forte faim de cuivre, les tiges se dessèchent. Ces plantes ne donnent pas du tout, ou le rendement est très faible et de mauvaise qualité. Parfois, avec une forte famine en cuivre, les plantes buissonnent abondamment et continuent souvent à former de nouvelles pousses une fois que les sommets sont complètement secs. Le tallage fort et étiré de l'orge pendant la famine du cuivre favorise ses dommages par la mouche suédoise.

Différentes cultures ont une sensibilité différente à la carence en cuivre. Les plantes peuvent être classées dans l'ordre suivant de sensibilité décroissante au cuivre: blé, orge, avoine, maïs, carottes, betteraves, oignons, épinards, luzerne et chou blanc... Les pommes de terre, la tomate, le trèfle rouge, les haricots, le soja se distinguent par une réactivité moyenne. Les caractéristiques variétales des plantes d'une même espèce sont d'une grande importance et affectent de manière significative le degré de manifestation des symptômes de carence en cuivre.

Un manque de cuivre coïncide souvent avec un manque de zinc, et sur les sols sableux également avec un manque de magnésium. L'application de doses élevées d'engrais azotés augmente les besoins des plantes en cuivre et contribue à l'aggravation des symptômes de carence en cuivre. Cela indique que le cuivre joue un rôle important dans l'échange d'azote.

Le cuivre est impliqué dans le métabolisme des glucides et des protéines chez les plantes. Sous l'influence du cuivre, l'activité peroxydase et la synthèse des protéines, des glucides et des graisses augmentent. Le manque de cuivre entraîne une diminution de l'activité des processus de synthèse chez les plantes et conduit à l'accumulation d'hydrates de carbone solubles, d'acides aminés et d'autres produits de décomposition de substances organiques complexes.

En se nourrissant de nitrates, le manque de cuivre inhibe la formation de produits précoces de leur réduction et n'affecte pas dans un premier temps l'enrichissement en acides aminés, amides, protéines, peptones et polypeptides en azote. Par la suite, on observe une forte inhibition de l'enrichissement en 15 N de toutes les fractions d'azote organique, et elle est particulièrement significative dans les amides. Lorsqu'il est nourri avec de l'azote ammoniacal, le manque de cuivre retarde l'inclusion de l'azote lourd dans les protéines, les peptones et les peptides dès les premières heures après l'introduction de la supplémentation en azote. Cela indique le rôle particulièrement important du cuivre dans l'utilisation de l'azote ammoniacal.

Dans le maïs, le cuivre augmente la teneur en sucres solubles, en acide ascorbique et, dans la plupart des cas, en chlorophylle, ce qui augmente l'activité de l'enzyme polyphénol oxydase contenant du cuivre et réduit l'activité de la peroxydase dans les feuilles de maïs. Il augmente également la teneur en azote protéique des feuilles de maïs en cours de maturation.

Le cuivre joue un rôle important dans les processus de photosynthèse. Avec son manque, la destruction de la chlorophylle se produit beaucoup plus rapidement qu'avec un niveau normal de nutrition en cuivre des plantes.

Ainsi, le cuivre affecte la formation de la chlorophylle et empêche sa destruction.

En général, il faut dire que le rôle physiologique et biochimique du cuivre est divers. Le cuivre affecte non seulement le métabolisme des glucides et des protéines des plantes, mais augmente également l'intensité de la respiration. La participation du cuivre aux réactions redox est particulièrement importante. Dans les cellules végétales, ces réactions se produisent avec la participation d'enzymes, dont le cuivre. Par conséquent, le cuivre fait partie intégrante d'un certain nombre des enzymes oxydantes les plus importantes - polyphénol oxydase, ascorbinate oxydase, lactase, déshydrogénase, etc. Toutes ces enzymes effectuent des réactions d'oxydation en transférant des électrons du substrat à l'oxygène moléculaire, qui est un électron accepteur. En relation avec cette fonction, la valence du cuivre dans les réactions redox change (de l'état divalent à monovalent et vice versa).

Une caractéristique de l'action du cuivre est que cet oligo-élément augmente la résistance des plantes aux maladies fongiques et bactériennes. Le cuivre réduit la maladie des cultures céréalières avec divers types de charbon, augmente la résistance des tomates à la tache brune.

Zinc

Toutes les plantes cultivées par rapport au zinc sont divisées en 3 groupes: très sensibles, moyennement sensibles et insensibles. Le groupe des cultures très sensibles comprend le maïs, le lin, le houblon, le raisin, les cultures fruitières; les graines de soja, les haricots, les légumineuses fourragères, les pois, les betteraves à sucre, les tournesols, le trèfle, les oignons, les pommes de terre, le chou, les concombres et les baies sont moyennement sensibles; faiblement sensible - avoine, blé, orge, seigle, carottes, riz, luzerne.

Le manque de zinc pour les plantes est le plus souvent observé sur les sols sableux et calcaires. Il y a peu de zinc disponible dans les tourbières, ainsi que sur certains sols marginaux.

Une carence en zinc provoque généralement un retard de croissance des plantes et une diminution de la quantité de chlorophylle dans les feuilles. Les signes de carence en zinc sont les plus courants dans le maïs.

La carence en zinc a un effet plus fort sur la formation des graines que sur le développement des organes végétatifs. Les symptômes de carence en zinc sont répandus dans diverses cultures fruitières (pomme, cerise, abricot, citron, raisin). Les cultures d'agrumes sont particulièrement affectées par la carence en zinc.

Le rôle physiologique du zinc dans les plantes est très varié. Il a une grande influence sur les processus redox, dont la vitesse, avec son absence, est sensiblement réduite. Une carence en zinc entraîne une perturbation des processus de conversion des glucides. Il a été constaté qu'avec un manque de zinc dans les feuilles et les racines de tomates, d'agrumes et d'autres cultures, des composés phénoliques, des phytostérols ou des lécithines s'accumulent. Certains auteurs considèrent ces composés comme des produits d'oxydation incomplète des glucides et des protéines et y voient une violation des processus redox dans la cellule. Avec un manque de zinc dans les plants de tomates et d'agrumes, les sucres réducteurs s'accumulent et la teneur en amidon diminue. Il y a une indication que la carence en zinc est plus prononcée chez les plantes riches en glucides.

Le zinc est impliqué dans l'activation d'un certain nombre d'enzymes associées au processus de respiration. La première enzyme dans laquelle le zinc a été découvert était l'anhydrase carbonique. L'anhydrase carbonique contient 0,33-0,34% de zinc. Il détermine les différentes intensités des processus de respiration et la libération de CO 2 par les organismes animaux. L'activité de l'anhydrase carbonique chez les plantes est beaucoup plus faible que chez les animaux.

Le zinc fait également partie d'autres enzymes - triose phosphate déshydrogénase, peroxydase, catalase, oxydase, polyphénol oxydase, etc.

Il a été constaté que des doses élevées de phosphore et d'azote accentuent les signes de carence en zinc chez les plantes. Dans les expériences avec le lin et
d'autres cultures ont constaté que les engrais à base de zinc sont particulièrement nécessaires lorsque de fortes doses de phosphore sont appliquées.

De nombreux chercheurs ont prouvé la relation entre l'approvisionnement des plantes en zinc et la formation et la teneur en auxines qu'elles contiennent. La famine en zinc est causée par l'absence d'auxine active dans les tiges des plantes et sa diminution de l'activité dans les feuilles.

La valeur du zinc pour la croissance des plantes est étroitement liée à sa participation au métabolisme de l'azote.

La valeur du zinc pour la croissance des plantes est étroitement liée à sa participation au métabolisme de l'azote. Une carence en zinc entraîne une accumulation importante de composés azotés solubles - amides et acides aminés, ce qui perturbe la synthèse des protéines. De nombreuses études ont confirmé que la teneur en protéines des plantes diminue lorsque le zinc est déficient.

Sous l'influence du zinc, la synthèse de saccharose, d'amidon, de la teneur totale en glucides et en substances protéiques augmente. L'utilisation d'engrais à base de zinc augmente la teneur en acide ascorbique, en matière sèche et en chlorophylle des feuilles de maïs. Les engrais à base de zinc augmentent la résistance des plantes à la sécheresse, à la chaleur et au froid.

Manganèse

La carence en manganèse dans les plantes est exacerbée à des températures basses et une humidité élevée. Apparemment, à cet égard, les pains d'hiver sont les plus sensibles à son absence. au début du printemps... Avec un manque de manganèse dans les plantes, un excès de fer s'accumule, ce qui provoque la chlorose. Un excès de manganèse retarde l'entrée du fer dans la plante, ce qui entraîne également une chlorose, mais par manque de fer. L'accumulation de manganèse à des concentrations toxiques pour les plantes est observée sur des sols gazon-podzoliques acides. La toxicité du manganèse élimine le molybdène.

Selon de nombreuses études, la présence d'un antagonisme entre le manganèse et le calcium, le manganèse et le cobalt a été révélée; il n'y a pas d'antagonisme entre le manganèse et le potassium.

Sur les sols sableux, les nitrates et les sulfates réduisent la mobilité du manganèse, tandis que les sulfates et les chlorures n'ont pas d'effet notable
rendre. Lors du chaulage des sols, le manganèse se transforme en formes inaccessibles aux plantes. Par conséquent, le chaulage peut éliminer l'effet toxique de cet élément sur certains sols podzoliques (acides) de la ceinture non-chernozem.

La proportion de manganèse dans les principaux produits de la photosynthèse est de 0,01 à 0,03%. Une augmentation de l'intensité de la photosynthèse sous l'influence du manganèse a à son tour un effet sur d'autres processus de la vie végétale: la teneur en sucres et en chlorophylle des plantes augmente et l'intensité de la respiration et de la fructification des plantes augmente.

Le rôle du manganèse dans le métabolisme des plantes est similaire à celui du magnésium et du fer. Le manganèse active de nombreuses enzymes, en particulier lorsqu'il est phosphorylé. En raison de sa capacité à transférer des électrons en modifiant sa valence, il participe à diverses réactions redox. Dans la réaction lumineuse de la photosynthèse, il participe à la division de la molécule d'eau.

Comme le manganèse active les enzymes de la plante, sa carence affecte de nombreux processus métaboliques, en particulier la synthèse des glucides et des protéines.

Les signes de carence en manganèse chez les végétaux sont le plus souvent observés sur des sols calcaires, très calcaires, ainsi que sur certains sols tourbeux et autres avec un pH supérieur à 6,5.

La carence en manganèse se remarque d'abord sur les jeunes feuilles par une couleur verte plus claire ou une décoloration (chlorose). Contrairement à la chlorose glandulaire, chez les monocotylédones, des taches grises, gris-vert ou brunes, fusionnant progressivement, souvent avec des liserés plus foncés, apparaissent dans la partie inférieure du limbe. Les signes de famine en manganèse dans les dicotylédones sont les mêmes qu'avec un manque de fer, seules les veines vertes ne sont généralement pas aussi nettement distinguées sur les tissus jaunis. De plus, des taches nécrotiques brunes apparaissent très rapidement. Les feuilles meurent encore plus rapidement qu'avec un manque de fer.

Le manganèse participe non seulement à la photosynthèse, mais aussi à la synthèse de la vitamine C. En cas de manque de manganèse, la synthèse de substances organiques diminue, la teneur en chlorophylle des plantes diminue et elles développent une chlorose. Symptômes externes de la famine en manganèse: tache grise des feuilles des céréales; chlorose dans les betteraves à sucre, les légumineuses, le tabac et le coton; dans les plantations de fruits et de baies, le manque de manganèse provoque le jaunissement des bords des feuilles, le dessèchement des jeunes branches.

La carence en manganèse dans les plantes est exacerbée à des températures basses et une humidité élevée. À cet égard, les pains d'hiver sont les plus sensibles à son absence au début du printemps. Avec un manque de manganèse dans les plantes, un excès de fer s'accumule, ce qui provoque la chlorose. Un excès de manganèse retarde l'entrée du fer dans la plante, qui se traduit également par une chlorose, mais par manque de fer. L'accumulation de manganèse à des concentrations toxiques pour les végétaux est observée sur des sols gazon-podzoliques acides. La toxicité du manganèse élimine le molybdène.

Sur les sols sableux, les nitrates et les sulfates réduisent la mobilité du manganèse, tandis que les sulfates et les chlorures n'ont aucun effet notable. Lors du chaulage des sols, le manganèse se transforme en formes inaccessibles aux plantes. Par conséquent, le chaulage peut éliminer l'effet toxique de cet élément sur certains sols podzoliques (acides) de la ceinture non-chernozem.

Une augmentation de l'intensité de la photosynthèse sous l'influence du manganèse a à son tour un effet sur d'autres processus de la vie végétale: la teneur en sucres et en chlorophylle des plantes augmente et l'intensité de la respiration et de la fructification des plantes augmente.

Silicium

Pour la plupart des plantes supérieures, le silicium (Si) est un élément chimique utile. Il aide à augmenter la résistance mécanique des feuilles et la résistance des plantes aux maladies fongiques. En présence de silicium, les plantes tolèrent mieux les conditions défavorables: carence en humidité, déséquilibre des nutriments, toxicité des métaux lourds, salinité du sol, températures extrêmes.

Selon les chercheurs, l'utilisation du silicium augmente la résistance des plantes au manque d'humidité. Les plantes peuvent absorber le silicium à travers les feuilles lors de l'application foliaire avec des engrais micronutriments. Chez les plantes, le silicium se dépose principalement dans les cellules épidermiques, formant une double couche cuticulaire-silicium (principalement sur les feuilles et les racines), ainsi que dans les cellules du xylème. Son excès se transforme en différentes sortes phytolithes.

L'épaississement des parois des cellules épidermiques dû à l'accumulation d'acide silicique et la formation d'une membrane silicium-cellulose contribue à une consommation plus économique d'humidité. Lors de la polymérisation des acides monosiliciques absorbés par la plante, de l'eau est libérée, qui est utilisée par les plantes. D'autre part, l'influence positive du silicium sur le développement du système racinaire, une augmentation de sa biomasse contribue à l'amélioration de l'absorption d'eau par la plante. Cela contribue à l'approvisionnement en eau des tissus végétaux dans des conditions de pénurie d'eau, ce qui à son tour affecte les processus physiologiques et biochimiques qui s'y déroulent.

La direction et l'intensité de ces processus sont largement déterminées par l'équilibre des phytohormones endogènes, qui sont l'un des principaux facteurs de régulation de la croissance et du développement des plantes.

De nombreux effets provoqués par le silicium s'expliquent par son effet modificateur sur les propriétés de sorption des cellules (parois cellulaires), où il peut s'accumuler sous forme de silice amorphe et se lier à divers composés organiques: lipides, protéines, glucides, acides organiques, lignine, polysaccharides. Une augmentation de la présence de silicium dans la sorption du manganèse par les parois cellulaires et, en conséquence, dans la résistance des plantes à son excès dans le milieu a été enregistrée. Un mécanisme similaire sous-tend l'effet positif du silicium sur les plantes dans des conditions d'excès d'ions aluminium, qui est éliminé par la formation de complexes Al-Si. Sous forme de silicates, il est possible d'immobiliser un excès d'ions zinc dans le cytoplasme d'une cellule végétale, ce qui a été établi par l'exemple d'un zinc résistant à des concentrations élevées. En présence de silicium, l'effet négatif sur les plantes du cadmium est affaibli du fait de la restriction du transport de ce dernier vers les pousses. Dans les sols salins, le silicium est capable d'empêcher l'accumulation de sodium dans les pousses.

Evidemment, avec un excès de nombreux éléments chimiques dans l'environnement, le silicium est utile pour les plantes. Ses connexions
sont capables d'adsorber les ions d'éléments toxiques, limitant leur mobilité à la fois dans l'environnement et dans les tissus végétaux. L'action du silicium sur les plantes en manque d'éléments chimiques, notamment nécessaire pour petite quantité, par exemple, les oligo-éléments, n'a pas encore été étudié.

Dans les études réalisées, il a été constaté que l'effet du silicium sur la concentration des pigments dans les feuilles (chlorophylles a, b caroténoïdes) se manifeste par un manque de fer et est double dans son sens. Les faits d'inhibition du développement de la chlorose en présence de silicium ont été révélés, ce qui est observé exclusivement chez les jeunes plantes dicotylédones.

Selon les résultats des études, les cellules des plantes traitées au Si sont capables de lier le fer avec une force suffisante pour limiter son mouvement à travers la plante.

Les composés de silicium augmentent la partie économiquement intéressante de la récolte, tandis que la biomasse de la paille a tendance à diminuer. Au début de la saison de croissance, en phase de tallage, l'effet du silicium sur la croissance de la masse végétative est important et atteint en moyenne 14-26%.

Le traitement des graines avec des composés de silicium a un grand effet sur la teneur en phosphore dans le grain, augmente le poids de 1000 grains.

Sodium

Le sodium fait partie des éléments potentiels nécessaires au maintien d'une spécificité électrochimique potentiels et fonctions osmotiques de la cellule. L'ion sodium assure la conformation optimale des protéines enzymatiques (activation enzymatique), forme des ponts, équilibre les anions et contrôle la perméabilité de la membrane et les électropotentiels.

Les fonctions non spécifiques du sodium sont associées à la régulation du potentiel osmotique.

La carence en sodium ne se produit que dans les plantes qui aiment le sodium telles que la betterave à sucre, la bette à carde et les navets. Le manque de sodium dans ces plantes conduit à la chlorose et à la nécrose, les feuilles des plantes deviennent vert foncé et ternes, se fanent rapidement pendant la sécheresse et poussent dans le sens horizontal, des taches brunes sous forme de brûlures peuvent apparaître sur les bords des feuilles .

Idées générales sur la nutrition minérale.

Les plantes se nourrissent de substances simples non seulement de l'air (dioxyde de carbone et eau - photosynthèse), mais aussi du sol (ions de sels minéraux - nutrition minérale). Ils assimilent des composés inorganiques simples issus de la nature externe, en synthétisent des substances organiques complexes et construisent leur corps.

La matière organique des plantes est constituée d'éléments organogènes: carbone - 45%, oxygène - 42%, hydrogène - 6,5% et azote - 2,5% - seulement 95%. Le carbone, l'hydrogène, l'oxygène sont assimilés par les plantes grâce à l'apport d'air. Les plantes contiennent également 5 à 10% de cendres éléments minéraux - ils restent après avoir brûlé des plantes.

Le processus d'assimilation des éléments de cendres et de l'azote du sol est appelé sol ou nutrition minérale des plantes.L'approvisionnement en plantes avec un ensemble complet dans le rapport optimal d'éléments minéraux est important pour le métabolisme des plantes, le développement normal et le dépassement des effets néfastes de l'environnement. En agriculture, ils ont longtemps appris à réguler la nutrition minérale des plantes à l'aide de pratiques agricoles et de l'introduction d'engrais minéraux.

Macro - et micro-éléments nécessaires aux plantes et à leur rôle physiologique.

L'analyse révèle dans les plantes presque tous les éléments du système périodique de Mendeleev. Les principaux sont les micro et macro éléments.

macronutriments

oligo-éléments

1.Macroéléments.

Azote.

Il fait partie des protéines, des acides nucléiques, de l'ATP, de l'ADP, des coenzymes, des chlorophylles, des cytochromes, de certains lipides, de nombreuses vitamines, des hormones de croissance végétales. L'azote fait partie intégrante des substances essentielles à la vie. Il affecte directement la croissance des plantes.

Phosphore.

Il fait partie de l'ADN, de l'ARN, de l'ATP, des coenzymes, des phospholipides, des phosphates de sucre, des protéines et de nombreux autres produits métaboliques intermédiaires. Les substances contenant du phosphore sont essentielles au métabolisme constructif et énergétique. Le rôle du phosphore dans la photosynthèse et la respiration est important. De plus, l'énergie pendant la phosphorylation photosynthétique et oxydative est stockée dans les liaisons phosphate à haute énergie de l'ATP. Le phosphore est essentiel pour les plantes à fleurs et à fruits.

Potassium.

Il ne fait pas partie de la matière organique, régule l'état du cytoplasme des cellules végétales, augmente sa perméabilité et diminue sa viscosité, se trouve dans la sève cellulaire, participe activement aux phénomènes osmotiques des cellules, mouvement des stomates, améliore la biosynthèse de l'amidon accélère les processus de phosphorylation photosynthétique, la sortie des assimilats. Le rôle principal du potassium - régulateur - est impliqué dans les processus métaboliques de la plante.

Soufre.

Il est contenu dans toutes les protéines, fait partie des acides aminés (méthionine, cystéine, cystine), se trouve dans les vitamines (thiamine, biotine), l'acide lipoïque, les sulfolipides, la coenzyme A, les huiles d'ail et de moutarde. Les groupes disulfure sont impliqués dans la formation de la structure tertiaire des protéines et sulfhydryle - dans la formation d'enzymes avec la participation du NAD et du FAD. Le soufre joue un rôle important dans le métabolisme des protéines et des lipides, dans l'énergie des plantes et est important pour le maintien de la structure des membranes thylacoïdes chloroplastiques.

Calcium.

Contenue dans les plantes dans des substances organiques et sous forme ionique, elle fait partie de la paroi cellulaire des plantes, des chromosomes, des membranes, stabilisant leur structure. Sous sa forme libre, il agit comme un antagoniste du potassium - il augmente la viscosité et réduit la perméabilité du cytoplasme, neutralise l'excès d'acides organiques dans les cellules et soutient l'activité vitale des méristèmes.

Magnésium.

Il fait partie de la molécule de chlorophylle et chélate, joue un rôle dans la stabilisation de la structure des ribosomes, régule l'état du cytoplasme, augmente la viscosité et diminue la perméabilité du cytoplasme, est un cofacteur de nombreuses enzymes.

Sodium.

Pour certains groupes de plantes (halophytes), l'habitat salin est important. Pas nécessaire pour la plupart des plantes.

Silicium.

On le trouve en grande quantité dans les feuilles de certaines espèces d'arbres (dans les aiguilles d'épinette), il fait partie des parois cellulaires du bois, la coquille des diatomées. De nombreuses plantes s'en passent.

2. micro-éléments.

Le fer.

Contenu à raison de 0,08%. En tant que cofacteur, il fait partie des enzymes impliquées dans la synthèse de la chlorophylle, il fait partie des oxydoréductases, le complexe enzymatique de la nitrogénase, c'est-à-dire qu'il participe à la fixation de l'azote, est contenu dans les molécules de cytochromes, la ferrédoxine, et participe au processus de transfert d'électrons.

Le cuivre.

On le retrouve dans les enzymes impliquées dans la biosynthèse de la chlorophylle, dans les enzymes des oxydases impliquées dans la respiration, dans la protéine plastocyanine, active la nitroréductase, c'est-à-dire participe au métabolisme de l'azote. Une carence en cuivre provoque un retard de croissance et de floraison.

Zinc.

Joue un rôle important dans le métabolisme des protéines, faisant partie des peptidohydrolases, participe à la synthèse de l'acide indoleacétique (hormone végétale), influence la synthèse de l'acide aminé tryptophane, active un certain nombre d'enzymes de glycolyse et de réactions PFP.

Possède un large éventail d'effets. Affecte la division cellulaire, contribue à la croissance des racines et des parties aériennes des plantes, participe à la germination du pollen et à la croissance de l'ovaire, favorise la sortie des glucides des chloroplastes, augmente l'élasticité de la paroi cellulaire et la résistance à la sécheresse des plantes.

Manganèse.

En tant que cofacteur de certaines enzymes, il catalyse les réactions de photosynthèse et de respiration, participe au processus de réduction des nitrates, du métabolisme du fer, maintient la structure des membranes thylacoïdes, active les enzymes du cycle de Krebs, et participe à la synthèse de l'ARNm dans le noyau.

Molybdène.

Joue un rôle important dans le métabolisme de l'azote, participe au processus de fixation de l'azote, aux réactions de biosynthèse des protéines, à l'acide ascorbique, favorise une meilleure absorption du calcium, la croissance des systèmes racinaires des plantes. Avec un manque de molybdène, la croissance des plantes est inhibée .

Outre les micro-éléments répertoriés, le sélénium, l'iode, le vanadium, le titane, le nickel jouent un rôle important dans le métabolisme des plantes.

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Le rôle des macronutriments dans la plante

introduction

Dans un organisme végétal, tous les processus sont étroitement interconnectés. L'exclusion de tout élément essentiel du milieu nutritif entraîne rapidement un changement dans de nombreux, sinon la totalité, des processus métaboliques.

En termes généraux, on peut dire que les nutriments ont la signification suivante:

1) font partie de substances organiques biologiquement importantes;

2) participer à la création d'une certaine concentration ionique, à la stabilisation des macromolécules et des particules colloïdales (rôle électrochimique);

3) participer à des réactions catalytiques, entrer dans la composition ou activer des enzymes individuelles. Dans de nombreux cas, le même élément peut jouer un rôle différent. Certains éléments remplissent les trois fonctions. Les plantes sont capables d'absorber de l'environnement en quantités plus ou moins importantes, presque tous les éléments du tableau périodique. Mais pour le cycle de vie normal d'un organisme végétal, seul un certain groupe de nutriments de base est nécessaire. Des éléments tels que le carbone, l'hydrogène et l'oxygène - les organismes végétaux tirent de l'air et de l'eau, le reste - du sol.

Dans la masse sèche des tissus végétaux, le carbone et l'oxygène représentent en moyenne 45%, l'hydrogène - 6, l'azote - 1,5%. En fonction de leur contenu dans les tissus, les éléments minéraux sont divisés en macro et micro-éléments. Les macronutriments comprennent: l'azote, le potassium, le calcium, le magnésium, le phosphore, le soufre, le fer. Leur teneur en tissus végétaux, calculée sur le poids sec, varie de 0,1 à 1,5%.

1. Rôle azota, potassium et phosphore dans la plante

L'azote fait partie des acides aminés, des amides, des protéines, des acides nucléiques, des nucléotides et de nombreux autres composés organiques vitaux. Pour les plantes, l'azote est le nutriment le plus rare. Par conséquent, dans le métabolisme, l'azote est utilisé par les plantes avec parcimonie et les composés azotés ne sont jamais rejetés par elles comme déchets et, si possible, sont remplacés par des composés sans azote.

Avec un manque d'azote, la croissance des plantes est inhibée, la formation de pousses latérales et le tallage des céréales sont affaiblies et de petites feuilles sont observées. Dans le même temps, la ramification des racines diminue, mais le rapport de la masse du système racinaire à la partie aérienne peut augmenter. L'une des premières manifestations de la carence en azote est la couleur vert pâle des feuilles, causée par l'affaiblissement de la synthèse de la chlorophylle. Les substances protéiques ne peuvent pas sensibiliser sans azote, et sans elles le protoplaste d'une cellule vivante ne peut pas se former. Une privation prolongée d'azote conduit à l'hydrolyse des protéines et à la destruction de la chlorophylle dans les feuilles inférieures et à la sortie des composés azotés formés vers les jeunes tissus. Dans ce cas, selon le type de plante, la couleur des feuilles inférieures devient jaune, orange ou rouge. Avec une privation d'azote plus forte, une nécrose apparaît, les tissus se dessèchent et meurent. Une carence en azote entraîne une période plus courte de croissance végétative et une maturation plus précoce des graines.

Les racines des plantes sont capables d'absorber l'azote du sol sous forme d'anion et de cation. Les principales formes d'azote sur Terre sont l'azote étroitement lié de la lithosphère et l'azote moléculaire (N 2) de l'atmosphère. L'azote moléculaire n'est pas directement assimilé par les plantes et est converti en une forme accessible uniquement en raison de l'activité des micro-organismes fixateurs d'azote.

La teneur en phosphore des plantes est d'environ 0,2% sur une base sèche. Le phosphore entre système racinaire et fonctionne dans la plante sous forme de composés oxydés, principalement des résidus d'acide phosphorique (H 2 PO 4 -,). L'importance physiologique du phosphore est déterminée par le fait qu'il fait partie d'un certain nombre de composés organiques, tels que les acides nucléiques (ADN et ARN), les nucléotides (ATP, NAD, NADP), les nucléoprotéines, les vitamines et bien d'autres qui jouent un rôle rôle central dans le métabolisme. Le phosphore joue un rôle particulièrement important dans l'énergie de la cellule, car c'est sous la forme de liaisons éther à haute énergie de liaisons phosphore ou pyrophosphate dans les nucléoside di-, nucléoside triphosphates et dans les polyphosphates que l'énergie est stockée dans une cellule vivante. Les phospholipides sont des composants des membranes biologiques, et c'est la présence de phosphate dans leur structure qui assure l'hydrophilie, le reste de la molécule est lipophile. De nombreuses vitamines et leurs dérivés contenant du phosphore sont des coenzymes et sont directement impliqués dans les réactions catalytiques qui accélèrent les processus métaboliques les plus importants (photosynthèse, respiration, etc.). Le phosphore est contenu dans un composé organique tel que la phytine (sel de Ca-Mg de l'acide inositol phosphorique), qui est la principale forme de stockage du phosphore dans une plante. Il y a surtout beaucoup de phytine dans les graines (0,5 - 2% en poids sec). Pour toutes les transformations de l'organisme végétal, le phosphore conserve son état d'oxydation. En fait, toutes les transformations se réduisent uniquement à l'ajout ou au transfert du résidu d'acide phosphorique (phosphorylation et transphosphorylation).

Une autre fonction unique du phosphore est sa participation à la phosphorylation des protéines cellulaires par les protéines kinases. Ce mécanisme contrôle de nombreux processus métaboliques, car l'inclusion de phosphate dans une molécule protéique conduit à une redistribution des charges électriques dans celle-ci et, par conséquent, à une modification de sa structure et de sa fonction. La phosphorylation des protéines régule des processus tels que la synthèse de l'ARN et des protéines, la division cellulaire, la différenciation et bien d'autres.

Le phosphore, comme l'azote, est facilement redistribué entre les organes de la plante, passant des feuilles vieillissantes aux jeunes, aux cônes de croissance et formant des fruits.

Un symptôme externe de la famine en phosphore est la couleur bleu-vert des feuilles, souvent avec une teinte violette ou bronze, qui est associée à l'inhibition de la synthèse des protéines et à l'accumulation de sucres. Dans le même temps, les feuilles deviennent plus petites et plus étroites, la croissance des cellules et des tissus s'arrête, la transition vers la phase de reproduction du développement de la plante est retardée.

Avec une carence en phosphore, le taux d'absorption d'oxygène diminue, l'activité des enzymes impliquées dans le métabolisme respiratoire change et certains systèmes d'oxydation non mitochondriaux (acide glycolique oxydase, ascorbate oxydase) commencent à fonctionner plus activement. Dans des conditions de manque de phosphore, les processus de décomposition des composés organophosphorés et des polysaccharides sont activés, la synthèse des protéines et des nucléotides libres est inhibée.

Le potassium est l'un des éléments les plus essentiels nutrition minérale les plantes. Sa teneur dans les tissus est en moyenne de 0,5 à 1,2% calculée sur le poids sec. La concentration de potassium dans la cellule est 100 à 1000 fois supérieure à sa teneur dans l'environnement extérieur. Par conséquent, un puissant système de pompes ioniques fonctionne dans les membranes des cellules en contact avec la solution du sol, assurant l'accumulation d'ions K + à l'intérieur de l'organisme végétal.

La teneur en potassium du sol est de 5 à 50 fois supérieure aux réserves de phosphore et d'azote. Dans le sol, il se trouve dans les minéraux, dans les particules colloïdales (à l'état échangeable et non échangeable) et dans les sels minéraux de la solution du sol disponible pour les plantes. Au fur et à mesure que les formes disponibles de potassium sont consommées, ses réserves sont reconstituées par le pool d'échange de ce cation, et avec une diminution de ce dernier, en raison de diverses formes de potassium lié. Alternant séchage et humidification du sol, l'activité du système racinaire et de la microflore contribuent à la transition du potassium vers les formes disponibles pour la plante.

Le rôle physiologique du potassium ne peut être considéré comme totalement élucidé. Le potassium n'est inclus dans aucun composé organique. La majeure partie (environ 80%) de la cellule est sous forme ionique libre et est facilement extraite eau froide, et environ 20% à l'état adsorbé. Le potassium réduit la viscosité du protoplasme, augmente sa teneur en eau, augmentant l'hydratation des protéines. Les sels de potassium sont solubles et participent à la régulation du potentiel osmotique de la cellule. En particulier, K + est d'une grande importance dans la régulation du travail des stomates. Il a été montré que l'ouverture des stomates à la lumière est associée à l'accumulation d'ions potassium dans les cellules de garde. Dans ce cas, K + en échange de H + provient des cellules entourant les cellules stomatiques. La pression racinaire dépend également en grande partie de la présence de K + dans la sève.

Une petite partie du potassium (environ 1%) est étroitement liée aux protéines des mitochondries et des chloroplastes et stabilise la structure de ces organites. Une carence en potassium perturbe la structure lamellaire-granulaire des chloroplastes et des membranes mitochondriales. Le potassium active le travail de nombreux systèmes enzymatiques... Plus de 60 enzymes sont connues qui nécessitent la présence d'ions K + pour fonctionner. Il est nécessaire dans les processus d'incorporation de phosphate dans des composés organiques, pour la synthèse de protéines, de polysaccharides et de nombreuses autres réactions. Le potassium active également un certain nombre d'enzymes dans le cycle de Krebs. Une carence en potassium ralentit le transport du saccharose à travers le phloème. L'influence de K + sur le transport des glucides détermine son rôle dans la formation de la culture. Sous l'influence du potassium, l'accumulation d'amidon, de saccharose et de monosaccharides augmente.

Avec un manque de potassium, les feuilles commencent à jaunir sur les bords, puis leurs bords et sommets acquièrent une couleur brune, parfois avec des taches rouges «rouillées» et ressemblent à des brûlures, au stade final de la famine en potassium, ces zones meurent. Une carence en potassium inhibe le processus de division et d'élongation cellulaires, ce qui conduit à la formation de plantes en forme de rosette. La famine en potassium réduit également l'intensité des processus photosynthétiques, principalement en réduisant le taux de sortie des assimilats.

Dans une plante, le potassium est concentré dans les tissus en croissance avec un métabolisme intensif - méristèmes, cambia, jeunes feuilles, pousses, bourgeons. Dans la cellule, c'est la partie principale des cations, environ 80% de celui-ci est concentré dans la vacuole. Le potassium est principalement sous forme ionique, a une très grande mobilité et est bien réutilisé.

2. Calcium, magnésium et soufre dans les organismes végétaux

chlorophylleplante minérale

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

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

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

Le calcium est essentiel dans la signalisation cellulaire en tant que messager secondaire. Les ions Ca 2+ ont une capacité universelle à conduire une variété de signaux qui ont un effet primaire sur la cellule - hormones, agents pathogènes, effets de la lumière, de la gravitation et du stress. La particularité de la transmission d'informations dans la cellule utilisant des ions Ca 2+ est le mode d'onde de transmission du signal. Les ondes et les oscillations de Ca, initiées dans certaines zones des cellules, sont à la base de la signalisation du calcium dans les organismes végétaux.

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

Le soufre est l'un des nutriments essentiels à la vie végétale. Sa teneur dans les tissus végétaux est relativement faible et s'élève à 0,2 - 1,0% sur le poids sec. Le soufre pénètre dans les plantes uniquement sous forme oxydée - sous forme d'ion sulfate. Le soufre se trouve dans les plantes sous deux formes: oxydé et réduit. La partie principale du sulfate absorbée par les racines se déplace vers la partie aérienne de la plante à travers les vaisseaux du xylème vers les jeunes tissus, où elle est intensivement incluse dans le métabolisme. Une fois dans le cytoplasme, le sulfate est réduit pour former des groupes sulfhydryle de composés organiques (R-SH). À partir des feuilles, le sulfate et les formes réduites de soufre peuvent se déplacer à la fois de manière acropète et basipète vers les parties en croissance de la plante et vers les organes de stockage. Le soufre dans les graines est principalement sous forme organique. La proportion de sulfate est minime dans les jeunes feuilles et augmente fortement avec le vieillissement en raison de la dégradation des protéines. Le soufre, comme le calcium, est incapable de réutilisation et s'accumule donc dans les vieux tissus végétaux.

Les groupes sulfhydryle font partie des acides aminés, des lipides, de la coenzyme A et de certains autres composés. Les besoins en soufre sont particulièrement élevés dans les plantes riches en protéines, telles que les légumineuses et les crucifères, qui synthétisent des huiles de moutarde contenant du soufre en grandes quantités. Il fait partie des acides aminés cystéine et méthionine, que l'on trouve à la fois sous forme libre et dans les protéines.

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

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

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

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

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

Un symptôme externe de carence en magnésium est la chlorose interveinale, associée à l'apparition de taches et de stries vert clair, puis couleur jaune entre les veines vertes de la feuille. Dans le même temps, les bords des limbes des feuilles acquerront une couleur jaune, orange, rouge ou rouge foncé. Les signes de famine en magnésium apparaissent d'abord sur les vieilles feuilles, puis se propagent aux jeunes feuilles et aux organes végétaux, et les zones foliaires adjacentes aux vaisseaux restent vertes plus longtemps.

3. Rôle du silicium et du fer

Le silicium se trouve dans toutes les plantes et s'accumule en grande quantité dans les parois cellulaires. Le silicium se dépose dans la paroi cellulaire et les espaces intercellulaires sous forme de silicates amorphes hydratés (SiO 2 nH 2 O). Il est également capable de former des complexes avec des polyphénols et, comme la lignine, fournit la résistance mécanique de la paroi cellulaire - sa rigidité et son élasticité. Les plantes qui accumulent du Si ont des tiges très résistantes (par exemple, la paille de céréales). Le silicium aide à augmenter la résistance des plantes aux maladies fongiques. Les diatomées construisent leur coquille en la concentrant à partir de l'environnement. Une carence en silicium peut inhiber la croissance des plantes. Son manque est particulièrement négatif pendant la phase de développement reproductif de l'organisme végétal. En excluant le silicium du milieu nutritif, de graves perturbations de la structure des organites cellulaires sont observées.

Le fer est contenu dans les plantes en une quantité moyenne de 0,02 à 0,08% (20 à 80 mg pour 1 kg de poids sec). Dans la composition des composés contenant de l'hème (tous les cytochromes, catalase, peroxydase) et sous forme non hémique (centres fer-soufre), le fer participe au fonctionnement des principaux systèmes redox de photosynthèse et de respiration. Avec le molybdène, le fer participe à la réduction des nitrates et à la fixation de l'azote moléculaire par les bactéries nodulaires, faisant partie de la nitrate réductase et de la nitrogénase. Le fer catalyse également les étapes initiales de la synthèse de la chlorophylle (formation d'acide d-aminolévulinique et de protoporphyrines). Ainsi, un apport insuffisant en fer aux plantes en conditions d'engorgement et sur sols calcaires entraîne une diminution de l'intensité de la respiration et de la photosynthèse et se traduit par un jaunissement des feuilles (chlorose) et leur chute rapide.

Avec le fer, des composés catalytiquement actifs, les tissus végétaux peuvent inclure cet élément dans des substances de réserve. L'un d'eux est la protéine ferritine, qui contient du fer sous une forme non hémique. Il est de couleur brun orangé et se compose de la protéine apoferritine incolore et de plusieurs milliers d'atomes de fer sous forme de composés basiques avec des groupes hydroxyle et phosphate.

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La science a prouvé que pour le développement normal d'un organisme végétal, il ne suffit pas d'utiliser uniquement des engrais minéraux ou organiques. Les micro-éléments jouent un rôle important dans la nutrition des plantes. En particulier, Cu (cuivre), Mo (molybdène), Mn (manganèse), Co (cobalt), Zn (zinc), B (bore) et d'autres augmentent l'activité de nombreuses enzymes et systèmes enzymatiques dans le corps de la plante et améliorent le utilisation par les plantes d'éléments nutritifs provenant du sol et des engrais. Par conséquent, les micro-éléments ne peuvent pas être remplacés par d'autres substances et leur carence doit nécessairement être comblée. Ce n'est qu'alors que nous recevrons des produits de qualité contenant la quantité optimale pour un type donné de sucres, d'acides aminés, de vitamines.

Matériaux de construction pour la construction de systèmes enzymatiques

Une personne, en plus des protéines, des graisses et des glucides pour une vie normale, a besoin de nombreux éléments présents dans les aliments. De même, les plantes ont besoin d'une nutrition supplémentaire avec des micro-éléments.

Les oligo-éléments sont des éléments chimiques nécessaires à la vie normale des plantes et utilisés par les plantes à l'état de traces par rapport aux principaux composants de la nutrition. Cependant, leur rôle biologique est grand.

Sans exception, toutes les plantes ont besoin de micro-éléments pour construire des systèmes enzymatiques - des biocatalyseurs - parmi lesquels le fer, le manganèse, le zinc, le bore, le molybdène, le cobalt, etc. sont de la plus haute importance. Un certain nombre de scientifiques les appellent «éléments de la vie», comme si soulignant qu'en l'absence de ces éléments, la vie des plantes et des animaux devient impossible. Le manque d'oligo-éléments dans le sol n'entraîne pas la mort des plantes, mais est la raison d'une diminution de la vitesse et de la cohérence des processus responsables du développement de l'organisme. En fin de compte, les plantes ne réalisent pas leur potentiel et donnent un rendement faible et pas toujours de haute qualité.

En fonction de l'offre de micro-éléments, les plantes agricoles sont regroupées dans les groupes suivants:

1. Plantes à faible élimination des micro-éléments et à capacité d'assimilation relativement élevée - pain de céréales, maïs, légumineuses, pommes de terre;

2. Plantes à élimination accrue des micro-éléments à faible et moyenne capacité d'assimilation - plantes-racines (sucre, fourrage, betteraves et carottes), légumes, graminées vivaces (légumineuses et céréales), tournesol;

3. Les plantes avec une élimination élevée de micro-éléments sont des cultures agricoles cultivées dans des conditions d'irrigation dans un contexte de fortes doses d'engrais minéraux.

Les caractéristiques lithologiques des gisements quaternaires sont également associées aux caractéristiques provinciales de la distribution des éléments traces (tableau 1).

Les oligo-éléments ne peuvent être remplacés par d'autres substances et leur carence doit nécessairement être reconstituée en tenant compte de la forme sous laquelle ils se trouveront dans le sol. Les plantes peuvent utiliser des oligo-éléments uniquement sous une forme soluble dans l'eau (une forme mobile d'un oligo-élément), et une forme stationnaire peut être utilisée par une plante après des processus biochimiques complexes impliquant des acides humiques du sol. Dans la plupart des cas, ces processus se déroulent très lentement et, avec un arrosage abondant du sol, une partie importante des formes mobiles de micro-éléments qui en résultent est éliminée.

Tous les oligo-éléments de la vie, à l'exception du bore, font partie de certaines enzymes. Le bore ne fait pas partie des enzymes, mais est localisé dans le substrat et participe au mouvement des sucres à travers les membranes, en raison de la formation d'un complexe de borate de glucides.

La plupart des oligo-éléments sont des catalyseurs actifs qui accélèrent diverses réactions biochimiques. Les oligo-éléments aux propriétés remarquables à l'état de traces sont capables d'exercer un effet puissant sur le cours des processus de la vie et sont très similaires aux enzymes. L'influence combinée des oligo-éléments améliore considérablement leurs propriétés catalytiques.

Dans certains cas, seules des compositions d'oligo-éléments peuvent restaurer le développement normal des plantes. Cependant, la réduction du rôle des oligo-éléments uniquement à leur action catalytique est incorrecte.

Les oligo-éléments ont un grand impact sur les biocolloïdes et affectent la direction des processus biochimiques. Ainsi, le manganèse régule le rapport de fer ferreux et ferrique dans la cellule. Le rapport fer-manganèse doit être supérieur à deux. Le cuivre protège contre la destruction de la chlorophylle et augmente la dose d'azote et de phosphore d'environ deux fois. Le bore et le manganèse augmentent la photosynthèse après la congélation des plantes.

Un rapport défavorable d'azote, de phosphore et de potassium peut provoquer des maladies des plantes qui sont guéries par des engrais micronutriments.

Les micro- et ultramicro-éléments comprennent tous les éléments de la 5e, 6e et 7e période du D.I. Mendeleev, la plupart des éléments de la 4e période et certains éléments de la 2e période.

La doctrine harmonieuse des micro-éléments a été créée par les travaux de nombreux scientifiques nationaux et étrangers (V.I. Vernadsky, A.P. Vinogradov, K.K. Gedroits, D.N. Pryanishnikov, V.V. Kovalsky, V.A. Mitchell, A. Peilzh, J. Hodson, N. G. Zyrin).

Les oligo-éléments jouent un rôle biochimique et physiologique important dans la vie des plantes, des animaux et des humains. Tant le manque de micronutriments dans l'alimentation que l'excès sont défavorables.

Tableau 26

(Vinogradov A.P., 1950)

	Lithosphère		Plantes (frêne)

Le rapport entre la teneur en sols et en lithosphère pour de nombreux oligo-éléments est assez similaire: plus il y a d'élément dans la lithosphère, plus il est dans le sol, mais il n'y a pas de proportionnalité stricte. Si, par exemple, la teneur en lithium des sols et de la lithosphère est presque la même, alors il y a plus de soufre dans les sols et plus de nickel, de cuivre, de zinc dans la lithosphère. L'une des raisons d'une telle répartition est l'accumulation de nombreux éléments par des organismes vivants après la mort desquels des micro-éléments pénètrent, tout d'abord, dans le sol. Cela se voit clairement dans l'exemple des éléments - biophiles, dont la teneur en cendres végétales est plusieurs fois plus élevée que dans la lithosphère et les sols (Mo, Zn, Cu, I, B).

L'effet positif des micro-éléments est dû au fait qu'ils participent aux processus redox, au métabolisme des glucides et de l'azote, augmentent la résistance des plantes aux maladies et aux conditions environnementales défavorables. Sous l'influence des oligo-éléments dans les feuilles, la teneur en chlorophylle augmente, la photosynthèse s'améliore. De nombreux oligo-éléments sont inclus dans les centres actifs des enzymes et des vitamines. Les oligo-éléments affectent la perméabilité des membranes cellulaires et l'apport de nutriments aux plantes. Par exemple, le manganèse favorise l'absorption sélective des ions de l'environnement extérieur; lorsqu'elle est exclue, la teneur en un certain nombre d'éléments dans les plantes augmente. Le manganèse influence le mouvement du phosphore des feuilles sénescentes vers les jeunes. Le cobalt, le cuivre et le bore améliorent l'approvisionnement en azote des plantes. Le zinc modifie la perméabilité des membranes au potassium et au magnésium. L'approvisionnement en magnésium des plantes est amélioré avec un approvisionnement suffisant en cuivre, zinc et bore.

Il a été prouvé expérimentalement que les oligo-éléments sont nécessaires à de nombreux processus biochimiques importants; le manque d'éléments ralentit ces processus et même les arrête. Mo, Fe, V, Co, W, B, Mn, Zn sont nécessaires au métabolisme des protéines, des glucides et des graisses; Mg, Mn, Fe, Co, Cu, Ni, Cr sont impliqués dans la synthèse des protéines; dans l'hématopoïèse - Co, Cu, Mn, Ni, Zn; dans la respiration - Mg, Fe, Cu, Zn, Mn, Co.

Les chercheurs ont montré que même avec une faible teneur, de nombreux oligo-éléments peuvent affecter de manière significative les processus de formation du sol et y participer activement. Tous les processus biochimiques du sol d'accumulation, de transformation, de transfert de composés organiques dans un écosystème dépendent largement du niveau de contenu et d'un ensemble d'oligo-éléments. Dans le même temps, les micro-éléments stimulent l'activité des micro-organismes. En conséquence, les processus de formation de substances humiques à partir de résidus végétaux sont intensifiés.

Le contenu et la distribution des éléments traces sur les horizons génétiques sont activement influencés par de nombreux processus de formation du profil du sol (tableau 27). Au cours du processus d'accumulation d'humus, ils s'accumulent dans la partie supérieure du profil du sol. Le développement intensif des processus éluviaux (podzolisation, loessivage, salinisation) s'accompagne d'un appauvrissement du sol et d'un retrait d'éléments des horizons individuels, d'une accumulation dans les horizons illuviaux et gley.

Dans le processus de formation du sol, il y a une redistribution des oligo-éléments dans le profil du sol, à la suite de laquelle ils s'accumulent ou sont emportés par les horizons supérieurs, leur contenu peut augmenter à la suite de l'introduction d'engrais, l'homme- pollution faite, à proximité des volcans, etc. Par conséquent, les zones à teneur insuffisante ou excessive en oligo-éléments sont distinguées. Ces territoires A.P. Vinogradov les a appelés provinces biochimiques.

Tableau 27

La participation des oligo-éléments aux processus pédologiques les plus importants

(Kovda V.A., 1973)

	Sol ou sol éducation	Accumuler oligo-éléments
Petit cycle biologique	Litière végétale fraîche ou partiellement décomposée	Mo, Zn, Cu, B, I, Br, Se, Ni, U, Ba, Mn, Sr, V
Synthèse d'humus	Substances humiques	B, I, Mn, Co, Cu, Mo, Zn, Ni, Pb, Br, F
Formation d'argiles et synthèse de colloïdes	Partie du sol très dispersée	Mn, Fe, Cu, Co, V, Cr, Ni, Mo Li Rb, Cs, Ba, Sr, Pb, Zn, Mn, V, I, B
Illusion	Horizons illuviaux	Cu, Ni, Co, V, Cr, Zn, Mo, B
Gleying	Horizon de Gley
Accumulation hydrogène	Sols des prés du nord Sols des prés du sud Marais salants Latérites 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) a développé un zonage biogéochimique du territoire de la Russie sur la base duquel il a identifié quatre zones biogéochimiques principales.

Zone non-chernozem de la taïga-forêt... Les réactions des organismes vivants dans cette zone sont dues à un manque de calcium, phosphore, cobalt (73% de tous les sols), cuivre (70%), iode (80%), molybdène (53%), bore (50%) , le zinc (49%), la teneur optimale en manganèse (72%), un excès relatif, surtout dans les plaines fluviales, le strontium (15%).

Forêt-steppe et steppe chernozem... Cette zone est caractérisée par la teneur optimale en calcium et cobalt dans le sol (96% pour la forêt grise et 77% pour le chernozem), cuivre (72-75%), manganèse (71-75%), iode, zinc, molybdène sont équilibré avec d'autres éléments. Parfois, il y a un manque de manganèse mobile.

Steppe sèche, semi-désertique, désert... Les organismes vivants sont affectés par des niveaux élevés de sulfates, de bore (88%), de zinc (76%), souvent de strontium (47%), de molybdène (40%), de faible teneur en cuivre (40%), parfois de cobalt (52%).

Zones de montagne. Un manque d'iode, de cobalt, de cuivre, de zinc se manifeste souvent, bien qu'il existe également des options pour un excès de cuivre, de zinc, de cobalt, de molybdène, de strontium, etc.

Les provinces biogéochimiques sont identifiées dans chaque zone. Ainsi, dans les provinces en manque de cobalt, la synthèse de vitamine B 12 est affaiblie, ce qui est typique de la zone non-terre noire; avec un manque d'iode, la fonction de la glande thyroïde est perturbée et un goitre endémique se produit; avec un excès de sélénium, une déformation des sabots se produit, une violation de la racine des cheveux chez les animaux. Le territoire de la Biélorussie, en particulier la Polésie, se caractérise par un manque d'iode dans les eaux et les sols, à la suite de quoi un goitre est observé, avec un manque de leucémie au cobalt qui flotte (sécheresse dans les États baltes), un excès de molybdène dans Le nord du Kazakhstan, Touva, l'Arménie provoquent la goutte, etc.

Une teneur insuffisante ou excessive en oligo-éléments dans les sols est due à deux groupes de raisons:

Caractéristiques biochimiques des sols et des paysages;

Influence des flux technogéniques de substances.

Les provinces à forte teneur en éléments se forment dans des zones à prédominance de paysages accumulés, ainsi qu'à proximité de gisements de minerai, dans des zones d'activité volcanique, en raison de la pollution technique du territoire.

Les principales sources d'oligo-éléments sont les roches, l'air partiellement atmosphérique et le sol et les eaux souterraines. Les oligo-éléments sont consommés par les plantes à partir du sol, mais certains éléments pénètrent dans les plantes par l'air et l'eau. Les oligo-éléments peuvent pénétrer dans le sol avec les gaz de l'atmosphère, la fumée des volcans, avec des précipitations de météorites lors de l'application de pesticides pour lutter contre les maladies et les ravageurs des plantes, avec des engrais minéraux.

Les oligo-éléments des sols contiennent: dans le réseau cristallin des minéraux primaires et secondaires sous la forme d'un mélange isomorphe; sous forme de composés insolubles (sels, oxydes); dans un état d'échange d'ions; dans le cadre de la matière organique; en solution de sol.

L'un des critères pour le degré d'approvisionnement des plantes en micro-éléments est leur contenu dans le sol. Dans ce cas, ce n'est pas la quantité brute (totale) de micro-éléments individuels dans le sol qui est le plus important, mais la présence de formes mobiles qui détermine leur disponibilité pour les plantes (tableau 28).

Tableau 28

(Rinkis G.Ya., 1982), mg / kg

	hotte aspirante 1n. Hcl	hotte aspirante 1n. KCl	hotte 0.1N H2SO 4	hotte aspirante 1n. НNО 3	Mo en extrait oxalique (selon Grieg)	Dans un extrait d'eau
Podzolique: minimal maximum
Carbonate Zone de terre non noire: minimal maximum
Tchernozems: minimal maximum
Châtaigne: minimal maximum
Serozem: minimal maximum

La disponibilité des oligo-éléments pour les plantes est déterminée par leur contenu dans la solution du sol et à l'état d'échange d'ions. La plupart des oligo-éléments contenus dans le sol ne sont pas disponibles pour les plantes. Ainsi, les composés mobiles Cu, Co, Mn ne représentent que 10 à 25% de leur quantité totale, la proportion de composés de zinc et de molybdène disponibles est moindre, parfois jusqu'à 1%. Le nombre de formes mobiles dans les sols est très variable, ce qui s'explique par les caractéristiques génétiques des sols, l'intensité de leur domestication.

Tableau 29

La quantité moyenne d'oligo-éléments * et la teneur en formes mobiles ** dans les horizons arables des sols du Moyen-Oural,

mg / kg d'extraits selon Peive-Rinkis selon M.F. Kuznetsov

(Kovrigo V.P., 2000)

Limon sableux gazon-podzolique et sableux
Limoneux gazon-podzolique
Forêt grise limoneuse et argileuse podzolisée
Gazon-carbonate argileux
Gazon argileux
Limoneux alluvial

Remarque: * numérateur, ** dénominateur

La teneur en oligo-éléments sous forme mobile est déterminée par le type de sol, la nature des roches mères et de la végétation, l'activité microbiologique du sol, la réaction de l'environnement et la teneur en matière organique. Par exemple, l'acidification augmente la mobilité de Mn, Cu, B, Zn, etc., mais la disponibilité de Mo diminue considérablement. Les acides humiques, ainsi que le formique, le citrique et autres, peuvent former des composés solubles et insolubles avec des oligo-éléments.

Les principales régularités de la teneur et de la distribution des oligo-éléments dans les sols gazon-podzoliques du territoire de Perm ont été étudiées par T.A. Krotkikh, G. Ya. Elkina.

Il a été établi que l'approvisionnement des sols gazon-podzoliques avec des formes d'oligo-éléments disponibles pour les plantes est déterminé par les réserves brutes (principalement dans les roches mères), le degré de podzolisation et la composition granulométrique.

La quantité brute de micro-éléments dans l'horizon de labour est étroitement corrélée avec leurs réserves dans les roches mères.

Leur nombre augmente des sols légers aux sols lourds, de très podzolisés à moins podzolisés (tableau 30).

Tableau 30

sols gazon-podzoliques du territoire de Perm, mg / kg

(Elkina G.Ya., 1980)

L'intensité de la migration des oligo-éléments dépend du degré de podzolisation. La mobilité des oligo-éléments dans les sols gazon-podzoliques est fortement influencée par la réaction de l'environnement et la teneur en humus, les bases d'échange et le degré de saturation.

Bore répandu dans la nature sous forme de composés oxygénés de minéraux contenant du bore acide borique (H 3 VO 3) et borax. Sa teneur dans la lithosphère atteint 3010 -3% (Na 2 B 4 O 7 10H 2 O). Les fluctuations de la teneur en bore des sols varient de 2 à 130 mg / kg. La teneur moyenne en bore des cendres végétales est de 0,04%. Les plantes dicotylédones ont le plus besoin de bore. Un contenu significatif de cet élément a été trouvé dans les fleurs, en particulier dans les stigmates et les colonnes.

Le bore a un grand effet sur le métabolisme et le transport des glucides dans les plantes; avec un manque de bore, la sortie des glucides des feuilles vers les racines et les tubercules est retardée. La carence en bore réduit le nombre de fleurs fertilisées, le processus de maturation des graines est perturbé et réduit la fixation de l'azote atmosphérique par les plantes à nodules.

Les sols gazon-podzoliques sont les plus pauvres en bore, en particulier les sols sableux et sableux, les sols marécageux et marécageux de composition granulométrique légère. Dans les chernozems, la quantité de bore varie de 0,3 à 1,8 mg / kg; surtout dans les sols de steppe brune, où se produisent des accumulations de sel et des marais salés boriques. Un excès de bore est observé dans certaines provinces biogéochimiques, dont l'une est située dans le bassin fluvial. Oural.

En l'absence de bore, les plantes sont affectées par la pourriture sèche (racines), la pourriture brune (chou-fleur) et la bactériose. Le tournesol, la luzerne, les racines fourragères, le lin, le riz sont particulièrement sensibles à la carence en bore, cultures maraîchères, Betterave à sucre.

Un excès de bore provoque des brûlures des feuilles. Un bon approvisionnement des plantes en calcium et en phosphore augmente les besoins d'approvisionnement en bore. Le chaulage réduit la disponibilité du bore et le fixe dans le sol. L'introduction de bore sur les sols chaulés élimine complètement la maladie des plantes-racines avec pourriture du noyau et des pommes de terre avec la gale. L'introduction du bore est recommandée si la teneur en formes mobiles dans les sols de la zone non-chernozem est inférieure à 0,2-0,5 mg pour 1 kg de sol.

Le cuivre. La teneur moyenne en cuivre des plantes est de 0,0002% ou 2 mg pour 1 kg de poids et dépend des caractéristiques de leur espèce et des conditions du sol. La teneur moyenne en cuivre dans la lithosphère est de 10 ∙ 10 -3 et dans les sols de 2 ∙ 10 -3%. Avec la récolte différentes cultures 7 à 327 g de cuivre sont prélevés sur 1 hectare. Le cuivre augmente la résistance des plantes à la verse; contribue à une augmentation de la résistance à la sécheresse, au gel et à la chaleur des plantes La carence en cuivre entraîne un retard de croissance, une perte de turgescence et un flétrissement des plantes, une floraison retardée. Dans les fruits, avec un manque de cuivre, la sécheresse apparaît.

La teneur brute en cuivre dans différents sols varie de 0,1 à 150 mg pour 1 kg de sol. Les plus pauvres en cuivre sont les tourbières surélevées, les sols gazeux-calcaires, les sols sableux et sableux limoneux. Le chaulage des sols acides réduit l'apport de cuivre aux plantes. La chaux agit comme un adsorbant de cuivre. Les sols sont considérés comme pauvres en cuivre si les sols de la zone Non-Chernozem contiennent du cuivre< 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.

Manganèse . Les céréales, les betteraves, les racines fourragères, les pommes de terre, les framboises et les pommiers sont particulièrement exigeants sur la teneur suffisante en formes de manganèse disponibles dans le sol. Avec la récolte de cultures de 1 hectare, 1000 à 4500 g de manganèse sont éliminés.

Le manganèse est essentiel pour toutes les plantes. La teneur moyenne en Mn des plantes est de 0,001% ou 10 mg pour 1 kg de masse. Sa quantité principale est localisée dans les feuilles et les chloroplastes. La participation directe de Mn à la photosynthèse a été révélée. Le manganèse joue un rôle important dans l'activation de nombreuses réactions chez les plantes. Le manganèse augmente la capacité de rétention d'eau des tissus, réduit la transpiration et affecte la fructification des plantes. Avec un manque aigu de manganèse, des cas d'absence complète de fructification dans les radis, le chou, les tomates et les pois ont été notés.

Le manganèse dans les sols de gazon-podzolique et de chernozem contient 0,1-0,2%, mais la plupart de cet élément se présente sous la forme d'oxydes et d'hydroxydes peu solubles. Si la teneur totale en Mn dans les horizons arables des principaux sols varie de 0,05 à 0,29%, alors la quantité de Mn mobile (selon Peive) dans les sols gazeux podzoliques est de 50 à 150 mg / kg et dans les sols d'autres types - de 1,0-1,5 à 75-125 mg / kg.

Tout d'abord, les engrais au manganèse doivent être appliqués sur les sols forestiers gris, les chernozems légèrement lessivés, les sols solonetziques et châtaigniers.

Molybdène ... La teneur la plus élevée en molybdène dans les plantes a été observée dans les légumineuses (0,5-20,0 mg pour 1 kg de poids sec) et dans les céréales de 0,2-1,0 mg pour 1 kg de poids sec.

Les plantes ont besoin de molybdène en plus petites quantités que le bore, le manganèse, le zinc et le cuivre. Le molybdène est localisé dans les jeunes organes en croissance.

Avec un manque de molybdène dans le milieu nutritif, le métabolisme de l'azote est perturbé dans les plantes et une grande quantité de nitrates s'accumule dans les tissus. Le molybdène est impliqué dans la biosynthèse des acides nucléiques, la photosynthèse, la respiration, la synthèse des pigments et des vitamines.

Les sols acides sont les plus pauvres sous les formes disponibles de molybdène. La teneur en molybdène total dans le sol varie de 0,2 à 2,40 mg, et pour les formes mobiles - de 0,10 à 0,27 mg pour 1 kg de sol. Les sols les plus pauvres en molybdène sont les sols de composition granulométrique légère à faible teneur en humus. La plus faible teneur en molybdène mobile a été observée dans les sols sableux gazonneux podzoliques (0,05 mg par 1 kg). Teneur plus élevée en formes brutes et mobiles de molybdène dans les sols de chernozem.

Zinc. L'élimination du zinc avec la récolte des grandes cultures est de 75 à 2250 g pour 1 ha. Le sarrasin, le houblon, les betteraves, les pommes de terre et le trèfle des prés sont caractérisés par une sensibilité accrue à la carence en zinc. Les mauvaises herbes sont caractérisées par une teneur en zinc plus élevée que celles cultivées. Les plantes conifères ont une teneur en zinc accrue, la plus forte teneur en zinc se trouve dans les champignons vénéneux. Le besoin de zinc dans les grandes cultures est inférieur à celui des arbres fruitiers.

Le zinc augmente la résistance à la chaleur et au gel des plantes, participe à la formation de précurseurs de chlorophylle. Plus de 30 enzymes contenant du zinc sont connues. En cas de manque de zinc dans les plantes, la teneur en saccharose et en amidon diminue, la teneur en auxine diminue, la synthèse des protéines est perturbée, la division cellulaire est supprimée, ce qui entraîne des changements morphologiques dans les feuilles, l'élongation cellulaire et la différenciation tissulaire sont altérées.

La carence en zinc peut se manifester à la fois sur des sols légers acides fortement podzolisés, et sur des sols calcaires, pauvres en zinc, et sur des sols très humiques. L'apparition d'une carence en zinc est renforcée par l'utilisation de taux élevés d'engrais phosphorés et un fort labour du sous-sol jusqu'à l'horizon de labour. La teneur totale en zinc la plus élevée se trouve dans les sols de la toundra (53-76 mg pour 1 kg) et du chernozem (24-90 mg pour 1 kg), la plus basse se trouve dans les sols soddy-podzoliques (20-67 mg pour 1 kg). La carence en zinc se manifeste le plus souvent sur des sols calcaires neutres et légèrement alcalins. Dans les sols acides, le zinc est plus mobile et disponible pour les plantes.

Cobalt. La teneur moyenne en cobalt des plantes est de 0,00002%. Le cobalt est essentiel pour la fixation biologique de l'azote moléculaire et est un composant de la vitamine B 12. Une carence en cobalt peut se produire principalement dans les légumineuses. Avec une faible teneur en cobalt dans les aliments, les animaux développent une anémie, l'appétit diminue fortement et la productivité diminue. L'effet positif du cobalt se manifeste principalement sur des sols bien pourvus de tous les autres éléments de nutrition minérale, avec une réaction proche de la neutralité.

Une enquête agrochimique a montré que les sols de certaines provinces biochimiques sont souvent pauvres en formes mobiles de certains oligo-éléments. B.A. Yagodin et I.V. Vernichenko a généralisé la littérature sur l'approvisionnement des sols des principales zones biogéochimiques de Russie en formes mobiles d'oligo-éléments, établies sur la base de l'analyse des sols et des plantes, ainsi qu'à la suite d'expériences sur le terrain et sur la végétation ( Tableau 31).

À des fins agronomiques, la quantité brute et mobile d'oligo-éléments (mg / kg) est déterminée dans les sols. Des indicateurs de la teneur en éléments mobiles des sols sont utilisés pour déterminer la nécessité d'utiliser des engrais micronutriments. Il existe un regroupement selon l'offre de plantes avec des formes mobiles de micro-éléments (Annexe 4).

Tableau 31

Gradations de la disponibilité du sol en Russie avec des formes mobiles de micro-éléments

(Caractéristiques agrochimiques des sols en URSS, 1962-1974)

Micro élément	Zone biochimique	Sol	Gradation de l'offre, mg par 1 kg de sol
			très pauvre				très riche
	Taïga-forêt
		Extrait d'oxalate
		0,1 n. H 2 SO 4
	Forêt-steppe et steppe
		Oxalate
		0,1 n. H 2 SO 4
	Steppe sèche et semi-steppe
		HNO 3 (selon Gyulakhmedov)