Периоды растения и нужные микроэлементы. Питание и удобрение, роль микро- и макроэлементов для растений. Микроэлементы и их значение для растений

Показать все

Макроэлементы принимают непосредственное участие в построении органических и неорганических соединений растения, составляя основную массу его сухого вещества. Большей частью они представлены в клетках ионами.

В теле взрослого человека содержится порядка 4 граммов , 100 г натрия , 140 г , 700 г и 1 кг . Несмотря на такие разные цифры, вывод очевиден: вещества, объединенные под названием «макроэлементы», жизненно необходимы нам для существования. Большую потребность в них испытывают и другие организмы: прокариоты, растения, животные.

Сторонники эволюционного учения утверждают, что необходимость в макроэлементах определяется условиями, в которых зародилась жизнь на Земле. Когда суша состояла из твердых пород, атмосфера была насыщенна углекислотой, азотом, метаном и водяными парами, а вместо дождя на землю выпадали растворы кислот, именно макроэлементы были единственной матрицей, на основе которых могли появиться первые органические вещества и примитивные формы жизни. Поэтому даже сейчас, миллиарды лет спустя, все живое на нашей планете продолжает испытывать необходимость в обновлении внутренних ресурсов , и других важных элементов, образующих физическую структуру биологических объектов.

Физические и химические свойства

Макроэлементы различны как по химическим, так и по физическим свойствам. Среди них выделяются металлы ( , и прочие) и неметаллы ( , и прочие).

Некоторые физические и химические свойства макроэлементов, согласно данным:
Макроэлемент	Атомный номер	Атомная масса	Группа	Cвойства	Т. кип, °C	Т. плавл, °C	Физическое состояние при нормальны условиях
		14,0		неметалл	195,8	210,00	бесцветный газ
		30,97		неметалл	44,1		твердое вещество
		39,1		металл		63,5
		40,8		металл	1495		твердый белый металл
		24,31		металл	1095		металл серебристо-белого цвета
		3,07		неметалл	444, 6	112,8	хрупкие кристаллы желтого цвета
		55,85	VIII	металл	1539	2870	металл серебристого цвета

Макроэлементы содержатся в природе повсеместно: в почве, горных породах, растениях, живых организмах. Некоторые из них, такие, как азот, кислород и углерод, являются составными элементами земной атмосферы.

Симптомы недостатка некоторых элементов питания у сельскохозяйственных культур, согласно данным:
Элемент	Общие симптомы	Чувствительные культуры
	Изменение зеленой окраски листьев на бледно-зеленую, желтоватую и бурую, Уменьшается размер листьев, Листья узкие и расположены под острым углом к стеблю, Число плодов (семян, зерен) резко уменьшается	Картофель, Репчатый лук, Земляника, Черная смородина,
	Скручивание краев листовой пластинки, Образование фиолетовой окраски	Картофель, Земляника, Красная смородина,
	Краевой ожог листьев, Вялость листьев, Свисание листьев, Полегание растений, Нарушение цветения, Нарушение плодоношения	Картофель, Земляника, Черная смородина,
	Побеление верхушечной почки, Побеление молодых листьев, Кончики листьев загнуты вниз, Края листьев закручиваются вверх	Картофель, Капуста белокочанная и цветная,
	Хлороз листьев	Картофель, Капуста белокочанная и цветная, Черная смородина,
	Изменение интенсивности зеленой окраски листьев, Стебли - деревянистые, Замедление роста,	Подсолнечник,
	Окраска листьев меняется до белой, Хлороз листьев	Плодовые, Картофель, Кукуруза,

Роль в растении

Биохимические функции

Высокий урожай любой сельскохозяйственной культуры возможен только при условии полноценного и достаточного питания. Кроме света, тепла и воды, растениям необходимы питательные вещества. В состав растительных организмов входит более 70 химических элементов, из них 16 абсолютно необходимых - это органогены (углерод, водород, азот, кислород), зольные микроэлементы (фосфор, калий, кальций, магний, сера), а также железо и марганец.

Каждый элемент выполняет в растениях свои функции, и заменить один элемент другим совершенно невозможно.

Из атмосферы

в растения в основном поступают кислород, углерод и водород. На их долю приходится 93,5 % сухой массы, в том числе, на углерод - 45 %, на кислород - 42 %, на водород - 6,5 %.

Следующими по значимости

для растений элементами являются азот, фосфор и калий:

Следующие макроэлементы

не менее важны для успешной жизнедеятельности растений. Их баланс влияет на множество важнейших процессов растения:

Недостаток (дефицит) макроэлементов в растениях

О дефиците того или иного макроэлемента в почве, а следовательно, и в растении отчетливо свидетельствуют внешние признаки. Чувствительность каждого вида растений к недостатку макроэлементов строго индивидуальна, однако имеются и некоторые схожие признаки. Например, при недостатке азота, фосфора, калия и магния страдают старые листья нижних ярусов, при нехватке кальция, серы и железа - молодые органы, свежие листья и точка роста.

Особенно отчетливо недостаток питания проявляется у высокоурожайных культур.

Избыток макроэлементов в растениях

На состояние растений влияет не только недостаток, но и избыток макроэлементов. Он проявляется, прежде всего, в старых органах, и задерживает рост растений. Часто признаки недостатка и избытка одних и тех же элементов бывают несколько схожи.

Симптомы избытка макроэлементов в растениях, согласно данным:
Элемент	Симптомы
	Подавляется рост растений в молодом возрасте Во взрослом - бурное развитие вегетативной массы Снижается урожайность, вкусовые качества и лежкость плодов и овощей Затягивается рост и созревание Снижается устойчивость к грибным заболеваниям Повышается концентрация нитратов Хлороз развивается на краях листьев и распространяется между жилками Коричневый некроз Концы листьев свертываются Листья опадают
	Листья желтеют На концах и краях более старые листья становятся желтоватыми или коричневыми Появляются яркие некротические пятна Раннее опадение листьев
	Неравномерность созревания Полегание Снижение сопротивляемости грибковым заболеваниям Снижение устойчивости к неблагоприятным климатическим условиям Ткань не некротическая Слабый рост Удлинение междоузлий На листьях пятна Листья вянут и опадают
	Межжилковый хлороз с беловатыми некротическими пятнами Пятна окрашены либо имеют наполненные водой концентрические кольца Рост листовых розеток Отмирание побегов Опадание листьев
	Листья темнеют Листья немного уменьшаются Сморщивание молодых листьев Концы листьев втянуты и отмирают
	Снижается урожай Общее огрубение растений
	Ткань не некротическая Хлороз развивается между жилками молодых листьев Жилки зеленые, позднее весь лист - желтый и беловатый

Содержание макроэлементов в различных соединениях

Рекомендуются к применению на достаточно увлажненных дерново-подзолистых, серых лесных почвах, а также на выщелоченных черноземах. Они способны обеспечить до половины от общей прибавки урожая, получаемой от полной минеральной подкормки (NPK).

Однокомпонентные азотные удобрения делят на несколько групп:

. Это соли азотной кислоты и селитры. Азот содержится в них в нитратной форме.
и аммиачные удобрения : выпускают твердые и жидкие. Содержат азот в аммонийной и, соответственно, аммиачной форме.
. Это азот в аммонийной и нитратной форме. Пример - аммиачная селитра.
Амидные удобрения . Азот в амидной форме. К ним относятся мочевина и карбамид.
. Это карбамид-амиачная селитра, водный раствор мочевины и аммиачной селитры.

Источник получения промышленных азотных удобрений - синтетический аммиак, образованный из молекулярного азота и воздуха.

Фосфорные удобрения делят на несколько групп:

Содержащие в водорастворимой форме - суперфосфаты простой и двойной. Фосфор удобрений данной группы легко доступен растениям.
Содержащие , не растворимый в воде, но растворимый в слабых кислотах (в 2%-ной лимонной) и щелочном растворе цитрата аммония. К ним относятся томасшлак, преципитат, термофосфаты и другие. Фосфор доступен растениям.
Содержащие , не растворимый в воде и плохо растворимый в слабых кислотах . Полностью фосфор данных соединений может растворяться только в сильных кислотах. Это костяная и фосфоритная мука. Считаются наиболее труднодоступными источниками фосфора для растений.

Основные источники получения фосфорных удобрений - природные фосфорсодержащие руды (апатиты и фосфориты). Кроме того, для получения этого вида удобрений используют богатые фосфором отходы металлургической промышленности (мартеновские шлаки, томасшлак).

Применение этого вида удобрений рекомендовано на почвах с легким гранулометрическим составом, а также на торфянистых почвах с низким содержанием калия. На прочих почвах с высоким валовым запасом калия потребность в данных удобрениях возникает только при возделывании калиелюбивых культур. К ним относятся корнеплоды, клубнеплоды, силосные, овощные культуры, подсолнечник и прочие. Характерно, что эффективность калийных удобрений тем сильнее, чем выше обеспеченность растений прочими основными элементами питания.

Калийные удобрения подразделяют на:

Местные калийсодержащие материалы . Это непромышленные калийсодержащие материалы: сырые калийные соли, кварц-глауконитовые пески, отходы алюминиевой и цементной продукции, растительная зола Однако использование этих источников неудобно. В районах с залежами калийсодержащих материалов их действие ослаблено, а дальняя транспортировка нерентабельна.
Промышленные калийные удобрения . Получают в результате обработки калийных солей промышленными способами. К ним относятся хлористый калий, хлоркалий-электролит, калимагнезия, калимаг и другие.

Источник производства калийных удобрений - природные месторождения калийных солей.

Магниевые удобрения

По составу подразделяют на:

Простые - содержат только один питательный элемент. Это магнезит и дунит.
Сложные - содержат два и более питательных элемента. К ним относятся азотно-магниевые (аммошенит или доломит-аммиачная селитра), фосфорно-магниевые (фосфат магниевый плавленый), калийно-магниевые (калимагнезия, полигалит карналлит), бормагниевые (борат магния), известково-магниевые (доломит), содержащие азот, фосфор и магний (магний-аммонийфосфат).

Источники производства магнийсодержащих удобрений - природные соединения. Некоторые используются непосредственно как источники магния, другие перерабатываются.

Соединения железа в почву не вносят, поскольку железо способно очень быстро переходить в неусвояемые растениями формы. Исключение составляют хелаты - органические соединения железа. Для обогащения железом растения опрыскивают железным купоросом, слабыми растворами хлорного и лимоннокислого железа.

Известковые удобрения

Известкование почв - это один из методов химической мелиорации. Считается самым выгодным способом повышения урожайности на кислых почвах. Действующее вещество известковых удобрений - это кальций (Ca) в форме карбоната кальция (CaCO 3) или оксида кальция СаО.

Известковые удобрения делятся на:

Содержание макроэлементов в органических удобрениях

Органические удобрения содержат значительное количество макроэлементов и являются важным средством для воспроизводства плодородия почв и роста продуктивности земледелия. Содержание макроэлементов в органических удобрениях колеблется от долей процента до нескольких процентов и зависит от многих природных факторов.

Свежий на соломенной подстилке

включает в состав весь спектр необходимых для жизни растения микроэлементов: азота - 0,45 - 0, 83 %, фосфора - 0,19 - 0,28 %, калия 0,50 - 0,67%, кальция 0,18 - 0,40 %, магния 0,09 - 0,18 %, серы 0,06 - 0,15% от всего объема вещества, включая воду и органику.

Полупревший подстилочный

содержит несколько больше макроэлементов: азота - 0,5 - 0,86%, фосфора - 0,26 - 0,47 %, калия - 0,59 - 0,60%.

Верховой

Переходный

Низинный

Навозная жижа

При молочно-товарных фермах

Микроэлементы являются активным веществом микроудобрений.

Показать все

Микроэлементы распространены в земной коре в концентрациях, не превышающих 0,1 %, а в живом веществе они обнаруживаются в количестве 10 -3 -10 -12 %. К группе микроэлементов относят металлы, неметаллы, галогены. Единственная их общая черта - низкое содержание в живых тканях.

Микроэлементы принимают самое активное участие во многих жизненных процессах, происходящих в растениях на молекулярном уровне. Путем воздействия на ферментную систему либо в непосредственной связи с биополимерами растений они стимулируют или ингибируют протекание физиологических процессов в тканях.

Для корректировки содержания микроэлементов в почве практикуют некорневые подкормки в течение вегетации, предпосевную обработку семян и посадочного материала, а также внесение в почву необходимых веществ в виде удобрений.

Физические и химические свойства

Микроэлементы различны по своим физическим и химическим свойствам. Среди них встречаются металлы ( , ), неметаллы (), галогены ().

Классификация микроэлементов

Химические элементы подразделяются на необходимые для растений и полезные им.

Необходимые

питательные элементы отвечают следующим требованиям:

без элемента не может завершиться жизненный цикл растения;
физиологические функции, выполняемые с участием конкретного элемента, не осуществляются при его замене на другой элемент;
элемент обязательно вовлекается в метаболизм растения.

Однако существует ряд условностей в использовании данного термина. Дело в том, что сложности с его применением возникают уже при сравнении необходимости того или иного элемента для жизни высших и низших растений и, тем более, животных и человека. Так, например, не доказана необходимость бора для некоторых грибов, спорна необходимость наличия кобальта для осуществления физиологических функций целого ряда растений. К бесспорно необходимым элементам относят , хлор, никель.

Полезные

- это питательные элементы, обладающие способностью стимулировать рост и развитие растений, но не в полной мере соответствующие трем требованиям, приведенным выше. К этой группе относятся и те элементы, которые необходимы только в определенных условиях и только для определенных видов растений. В настоящее время из микроэлементов полезными для растений считаются , селен, кремний, алюминий, и другие.

В настоящее время жизненно необходимыми для растений считаются только около десяти микроэлементов, еще несколько - необходимыми узкому кругу видов. Для остальных элементов известно, что они могут оказывать стимулирующее действие на растения, но их функции не установлены.

Некоторые физические и химические свойства микроэлементов , согласно данным:
Микроэлемент	Атомный номер	Атомная масса					Физическое состояние при нормальны условиях
		10,81		неметалл	3700	2075	порошок черного цвета
		50,94		металл	3400	1900	металл серебристого цвета
		126,90		галоген	113,6	185,5	черно-фиолетовые кристаллы
		54,94		металл	2095	1244	металл серебристого белого цвета
		59,93	VIII	металл	2960	1494	твердый, тягучий, блестящий металл
		63,54		металл	2600	1083	металл красного, в изломе розового цвета
		65,39		металл		419,5	голубовато-серебристый металл
		95,94		металл	4800	2620	светло-серый металл

Микроэлементы содержатся в не больших количествах практически повсеместно: в горных породах, почве, растениях и, естественно, в организме человека и животных.

Дерново-

подзолистая

1,5-6 ,6

0,08-0,38

0,1-47,9

0,05-5,0

20-67

0,12-20,0

40-7200

50,0-150

1,0-4,0

0,04-0 ,97

0,45-14,0

0,12-3,0

10-62

н.д.

0,5-4,4

н.д.

Чернозем

4-12

0,38-1,58

7-18

4,5-10,0

24-90

0,10-0,25

200-5600

1,0-75

0,7-8,6

0,02-0,33

2,6-13,0

1,10-2,2

37-125

н.д.

2,0-9,8

н.д.

Серозем

8,8-160,3

0,23-0,62

5-20

2,5-10,0

26-63

0,09-1,12

310-3800

1,5-125

0,7-2,0

0,03-0,15

н.д.

0,9-1,5

50-87

н.д.

1,3-38

н.д.

Каштановая

100-200

0,30-0,90

0,6-20

8,0-14,0

0,06-0,14

600-1270

1,5-75

0,2-2,0

0,09-0,62

0,1-6,0

н.д.

2,0-9,8

н.д.

Бурая

40,5

0,38-1,95

14-44,5

6,0-12,0

32,5-54,0

0,03-0,20

390-580

1,5-75

0,4-2,8

0,06-0,12

2,3-3,8

0,57-2,25

н.д.

0,3-5,3

н.д.

Роль в растении

Биохимические функции

Роль микроэлементов для растений многогранна. Они призваны улучшать обмен веществ, устранять функциональные нарушения, содействовать нормальному течению физиолого-биохимических процессов, влиять на процессы фотосинтеза и дыхания. Под действием микроэлементов возрастает устойчивость растений к бактериальным и грибковым заболеваниям, неблагоприятным факторам окружающей среды (засухе, повышению или понижению температуры, тяжелой зимовке и прочим).

Установлено, что микроэлементы входят в состав большого числа ферментов, играющих важную роль в жизни растений. Все биохимические реакции синтеза, распада, обмена органических веществ протекают только при участии ферментов.

,

в составе микроудобрений повышают активность ферментов пероксидазы и полифенолоксидазы как в семядолях, так и в корнях гороха, но не изменяют их активности в проростках. При этом, и у гороха, и у кукурузы пероксидазная окислительная система преобладает над полифенолоксидазной.

Роль в растении и главные функции некоторых необходимых питательные микроэлементов, согласно данным:
Микроэлемент	В какие компоненты входит	Процессы, в которых участвует
	Фосфоглюконаты	Метаболизм и перенос углеводов, Синтез флавоноидов, Синтез нуклеиновых кислот, Утилизация фосфата,образование полифенолов.
	Кофермент кобамид	Симбиотическая фиксация азота (возможно и у не клубеньковых растений), стимулирование окислительно-восстановительных реакций при синтезе хлорофилла и протеинов.
	Разнообразные оксиданты, пластоцианины, ценилоплазмин.	Окисление, фотосинтез, метаболизм протеинов и углеводов, Возможно, участвует в симбиотической фиксации азота и окислительно-восстановительных реакциях.
	Тирозин и его производные у покрытосеменных и водорослей
	Многие ферментные системы	Фотопродукция кислорода в хлоропластах и косвенное участие в восстановлении NO 3 -
	Нитратредуктаза, нитрогеназа, оксидазы и молибденоферридоксин	Фиксация азота, восстановление NO 3 - Окислительно-восстановительные реакции
	Порфины, гемопротеины	Метаболизм липидов, фотосинтез в зеленых водорослях и, возможно, участие в фиксации N 2
	Ангидразы, дегидрогеназы, протеиназы и пептидазы	Метаболизм углеводов и белков

Недостаток (дефицит) микроэлементов в растениях

При недостаточном поступлении какого-либо микроэлемента из числа необходимых питательных элементов рост растения отклоняется от нормы или прекращается вовсе, а дальнейшее развитие растения, в особенности его метаболические циклы, нарушаются.

При недостатке микроэлементов активность многих ферментов резко снижается. Например, установлено, что при недостатке меди резко падает активность ферментов, в состав которых входит медь, а именно, полифенолоксидазы и аскорбатоксидазы.

Симптомы недостаточности (дефицита) трудно свести к одному знаменателю, но, все же, они характерны для конкретных микроэлементов. Наиболее часто наблюдается хлороз.

Визуальная симптоматика очень важна для диагностики недостаточности, но нарушения метаболических процессов и, как следствие, потеря биомассы продукции могут наступать прежде, чем симптомы недостаточности будут заметны. Для улучшения методов диагностики дефицита микроэлементов ряд авторов предлагает биохимические индикаторы. К сожалению, широкое применение этого способа ограничено в связи с большой изменчивостью энзиматической активности и трудностью определения данного показателя.

Наиболее широко используются тесты - анализ почв и растений. Но и в этом случае неподвижные формы микроэлементов, находящиеся в старых частях растения, могут исказить данные. Однако анализ растительных тканей успешно используют для установления дефицита микроэлементов путем сравнения с содержанием этих соединений в тех же тканях нормальных растений, того же возраста и в тех же органах.

При устранении дефицита микроэлементов при помощи удобрений следует учитывать тот факт, что подобная процедура является эффективной, только если содержание элемента в почве либо его доступность достаточно низкие.

В любом случае, формирование дефицита микроэлементов в растениях является результатом сложного взаимодействия нескольких факторов. Многочисленные наблюдения доказали, что свойства и генезис почв - это главные причины, вызывающие дефицит микроэлементов в растении. Обычно недостаток микроэлементов связан с почвами высокой кислотности (светлыми песчанистыми) и щелочными (известковистыми) почвами с неблагоприятным водным режимом, а также с избытком фосфатов, азота, кальция, оксидов железа и марганца.

Симптомы недостатка микроэлементов питания у сельскохозяйственных культур, согласно данным:
Элемент	Симптомы	Чувствительные к ультуры
	Хлороз и покоричневение молодых листьев, Погибшие верхушечные почки, Нарушение развития цветов, Поражение сердцевины растений и корней, Мультипликация при делении клеток	Капуста и близкие виды, Сельдерей, Виноград, Фруктовые деревья (груши и яблони)
	Меланизм, Белые скрученные макушки, Ослабление образования метелок, Нарушение одревеснения	Злаки (овес), Подсолнечник,
	Пятна хлороза, Некроз молодых листьев, Ослабленный тургор	Злаки (овес), Фруктовые деревья (яблони, вишни, цитрусовые)
	Хлороз края листовой пластинки, Нарушение свертывания цветной капусты, Огненные края и деформация листьев, Разрушение зародышевых тканей.	Капуста, близкие виды,
	Межжилковый хлороз (у однодольных), Остановка роста, Розетчатость листьев у деревьев, Фиолетово-красные точки на листьях	Зерновые (кукуруза), Виноград, Фруктовые деревья (цитрусы).

Избыток микроэлементов в растениях

Метаболические нарушения в растениях вызывают не только недостаток, но и избыток элементов питания. Растения более устойчивы к повышенной, чем к пониженной концентрации микроэлементов.

Главные реакции, связанные с токсичным действием микроэлементов:

изменение проницаемости клеточных мембран;
реакции тиольных групп с катионами;
конкуренция с жизненно важными метаболитами;
большое сродство с фосфатными группами и активными центрами в АДФ и АТФ;
захват в молекулах позиций, занимаемых жизненно важными группами, такими, как фосфат и нитрат.

Оценка влияния токсичных концентраций элементов на растение достаточно сложна, поскольку зависит от множества факторов. К числу наиболее важных относят пропорции, в которых ионы и их соединения присутствуют в почвенном растворе.

Например, токсичность арсената и селената заметно понижается при избытке сульфата и фосфата. Металлоорганические соединения могут быть более токсичными, чем катионы того же элемента. Кислородные анионы элементов, как правило, более ядовиты, чем их простые катионы.

Наиболее токсичными для высших растений являются , никель , свинец , .

Видимые симптомы токсичности изменяются в зависимости от вида растения, но имеются и общие, неспецифические симптомы фитотоксичности: хлорозные и бурые точки на листовых пластинках и их краях, а также коричневые чахлые корни кораллоподобной конфигурации.

Симптомы токсичности микроэлементов у распространенных с/х культур, согласно данным:
Элемент	Симптомы	Чувствительные культуры
	Хлороз краев и концов листьев, Бурые точки на листья, Загнивание ростовых точек, Скручивание и отмирание старых листьев	Картофель, Помидоры, Подсолнечник,
	Белые края и кончики листьев, Уродливые кончики корней	Картофель, Помидоры, Подсолнечник,
	Темно-зеленые листья, Корни толстые, короткие или похожие на колючую проволоку, Угнетение образования побегов	Саженцы цитрусовых, Гладиолусы
	Хлороз и некротические поражения у старых листьев, Буровато-черные или красные некротические пятна, Накопление частиц оксида марганца в клетках эпидермиса, Засохшие кончики листьев, Чахлые корни	Картофель,
	Пожелтение или покоричневение листьев, Угнетение роста корней, Угнетение кущения		Хлороз и некроз концов листьев, Межжилковый хлороз молодых листьев, Задержка роста у растения в целом, Корни повреждены, похожи на колючую проволоку.

Содержание микроэлементов в различных соединениях

Микроудобрения - это удобрения, в которых действующим веществом является один (или несколько) микроэлементов. Они могут быть представлены как в виде минеральных форм, так и органоминеральными соединениями. Микроудобрения классифицируют по основному элементу, который они содержат (марганцевые, цинковые, медьсодержащие и прочее).

Микроэлементы могут входить и в состав макроудобрений в виде примесей. Определенное количество микроэлементов привносится в почву и в составе органических удобрений. На практике в качестве микроудобрений часто используют отходы различных производств, обогащенные микроэлементами.

Способы применения микроудобрений и удобрений, содержащих микроэлементы

Микроудобрения применяют для внесения в почву, некорневых подкормок и предпосадочной обработки семян. Дозы микроудобрений малы. Это требует высокой точности дозирования и равномерности внесения.

Внесение в почву

применяется для радикального повышения содержания микроэлементов в почве на протяжении всего вегетационного периода. При этом способе могут наблюдаться отрицательные эффекты:

образование трудно растворимых форм микроэлементов,
вымывание микроэлементов за пределы корнеобитаемого слоя.

Не рекомендуется вносить в почву дорогостоящие виды микроудобрений, особенно осенью. В данном случае лучше использовать различные макроудобрения, модифицированные микроэлементами, труднодоступные промышленные отходы и удобрения пролонгированного действия.

Предпосевная обработка семян

- самый распространенный способ использования микроудобрений. Этот способ технологичен и позволяет сочетать обработку семян с их посевом. Именно такая форма обработки способствует оптимизации питания растения микроэлементами на самых ранних стадиях развития. Часто обработку семян микроэлементами сочетают с применением пленкообразующих веществ, регуляторов роста и протравителей. Этот процесс носит название инкрустации семян.

Некорневые подкормки

рекомендуется проводить при непосредственном обнаружении дефицита микроэлемента. Этот способ позволяет корректировать питание растений микроэлементами, избегая негативных последствий внесения микроудобрений в почву.

Микроэлементы – это химические вещества, необходимые для корректного протекания жизненно важных процессов в живых организмах. Микроэлементы содержатся в растениях в очень малых количествах (как правило, менее 0,001%), но несмотря на минимальное содержание они крайне необходимы для развития и роста растений.

Для корректировки содержания микроэлементов в почве используют некорневые подкормки в течение вегетации, обработку семян до посадки, а также внесение в почву необходимых веществ в виде комплексных удобрений.

Внесение микроэлементов, во время полива и опрыскивания растений, как совместно с удобрениями, так и отдельно от них, позволяет решать ряд проблем роста и развития растений:

Лечение и профилактика хлорозов, вызванных нехваткой микроэлементов в питании растений.
Лечение и профилактика бактериальных и грибковых болезней растений.
Улучшения качества урожая для плодовых культур.
Стимуляция цветения и образования завязей.
Улучшение внешнего вида декоративных растений и домашних цветов.

Какие же микроэлементы необходимы растениям для полноценного роста красивых и здоровых растений?

Цинк (Zn)

Во всех, без исключения, растениях микроэлемент цинк входит в состав ферментов, которые участвуют в важнейших процессах: дыхании, белковом и углеводном обмене, отвечает за образование важной аминокислоты триптофана, повышает содержание фитогормонов, влияющих на накопление зеленой массы растений. Цинк необходим для нормального развития, он повышает устойчивость к засухе и заморозкам.

При недостатках цинка у растений нарушается развитие и процесс деления клеток – образуются узкие и закрученные в спираль листья, ткань между жилками обесцвечивается.

Медь (Cu)

Медь обеспечивает устойчивость ко всем неблагоприятным факторам развития растений. Медь усиливает интенсивность дыхания, способствует накоплению азота, а также участвует в процессе образования хлорофилла, углеводов и белков.

При недостатке в питании растения меди у них наблюдаются задержки в росте и цветении, развивается хлороз, потеря тургора и увядание. При остром дефиците меди белеют кончики листьев и высыхает верхушка, растения могут полностью потерять возможность размножения.

Железо (Fe)

Во всех растениях железо входит в состав ферментов, активно участвует в синтезе хлорофилла, процессах дыхания, фиксации азота, реакциях обмена веществ. Накапливаясь в растениях, железо с пищей попадает в организм человека и животных.

При дефиците микроэлемента железа у растений развивается хлороз, из-за нарушения образования хлорофилла, а листья теряют зеленую окраску, затем белеют и преждевременно опадают.

Азот (N)

Азот требуется растениям для синтеза практически всех необходимых веществ, усиливает активный рост, цветение и плодоношение, улучшает декоративный вид растений. Отвечает за накопление питательных веществ в растении - особенно белков.

Дефицит азота замедляет рост, ослабляется интенсивность цветения плодовых и ягодных растений, сокращается вегетационный период, уменьшается содержание белка и снижается урожай у плодовых растений.

Бор (В)

Бор играет важнейшую роль в формировании цветков, завязей и полноценных плодов, значительно увеличивает процент завязывания плодов. Бор участвует в делении клеток и синтезе белков и является необходимым компонентом клеточной оболочки.

При недостатке бора наблюдаются дефекты проводящей системы, камбия и других тканей, пожелтение, деформация и отмирание (некроз) листьев, особенно на верхушках побегов, покраснение жилок листьев, опадание завязей и преждевременное опадание листьев.

Марганец (Mn)

Марганец в растении активирует более 35 ферментов, участвует в фотосинтезе и синтезе витаминов С, В, Е, способствует увеличению содержания сахаров и их оттоку из листьев, ускоряет рост растений и созревание семян.

В растениях, при дефиците микроэлемента марганца, снижается синтез важнейших органических веществ, уменьшается содержание хлорофилла и наблюдается точечный хлороз листьев: между жилками появляются мелкие желтые пятна, а сами жилки остаются зелеными, затем пораженные участки отмирают.

Молибден (Мо)

В растении молибден играет большую роль в азотном обмене и синтезе белковых веществ, способствует усвоению азота, растворенного в воде, фиксации азота, активно участвует в синтезе целого ряда веществ. Под влиянием молибдена в растениях увеличивается содержание углеводов, хлорофилла, аскорбиновой кислоты и каротина, белковых веществ и повышается интенсивность фотосинтеза.

В растениях, при дефиците молибдена, накапливается значительное количество нитратов, появляются пятна на средних и старых по возрасту листьях, а их края закручиваются вверх, мелкие жилки теряют зеленую окраску, между жилками листочков образуются ярко-желтые пятна.

Кобальт (Со)

В растениях кобальт отвечает за активную симбиотическую азотфиксацию, увеличивает общее содержание жидкости в растениях, особенно в засушливые периоды. Участвует в образовании витамина В12, в связи с чем корма для животных и растительная пища человека должна содержать кобальт.

Дефицит кобальта провоцирует ухудшение симбиотической азотфиксации клубеньковыми бактериями, что, в конечном счете, приводит к недостаточному обогащению почвы азотистыми соединениями.

Магний (Mg)

Магний входит в состав хлорофилла растений и принимает непосредственное участие в процессе фотосинтеза, биосинтезе белка и обмене некоторых важных для развития растений органических кислот. Вместе с кальцием магний составляет основу пектина межклеточного пространства, а также входит в состав фитина - основного органического соединения, содержащего фосфор.

Недостаток магния снижает содержание хлорофилла в зеленых частях растений, и способствует развитию хлороза между жилками листа (сами жилки остаются зелеными). При остром дефиците микроэлемента происходит полное отмирание листьев, начиная с краев: при этом они скручиваются и постепенно опадают.

Комплексные подкормки микроэлементами и поддержание баланса основных микроэлементов позволит ускорить рост, сохранить высокие декоративные качества и здоровье домашних растений.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Роль макроэлементов в растении

Введение

В растительном организме все процессы тесно взаимосвязаны. Исключение из питательной среды какого-либо необходимого элемента быстро вызывает изменение во многих, если не во всех, процессах метаболизма.

В общем виде можно сказать, что питательные элементы имеют следующее значение:

1) входят в состав биологически важных органических веществ;

2) участвуют в создании определенной ионной концентрации, стабилизации макромолекул и коллоидных частиц (электрохимическая роль);

3) участвуют в каталитических реакциях, входя в состав или активируя отдельные ферменты. Во многих случаях один и тот же элемент может играть разную роль. Некоторые элементы выполняют все три функции. Растения способны поглощать из окружающей среды в больших или меньших количествах почти все элементы периодической системы. Но для нормального жизненного цикла растительного организма необходима лишь определенная группа основных питательных элементов. Такие элементы как углерод, водород и кислород - растительные организмы получают из воздуха и воды, остальные - из почвы.

В сухой массе растительных тканей углерод и кислород составляют в среднем по 45%, водород - 6, азот - 1,5%. В зависимости от содержания их в тканях минеральные элементы делят на макро- и микроэлементы. К макроэлементам относятся: азот, калий, кальций, магний, фосфор, сера, железо. Их содержание в растительных тканях в расчете на сухую массу варьирует от 0,1 до 1,5%.

1. Роль а зот а, калия и фосфора в растении

Азот входит в состав аминокислот, амидов, белков, нуклеиновых кислот, нуклеотидов и многих других жизненно важных органических соединений. Для растений азот является самым дефицитным элементом питания. Поэтому в обмене веществ азот используется растениями очень экономно и азотные соединения никогда не выделяются ими как продукты отброса и там, где это возможно заменяются на безазотистые соединения.

При недостатке азота тормозится рост растений, ослабляется образование боковых побегов и кущение у злаков, наблюдается мелколистность. Одновременно уменьшается ветвление корней, однако при этом соотношение массы корневой системы к надземной части может возрастать. Одно из ранних проявлений дефицита азота -- бледно-зеленая окраска листьев, вызванная ослаблением синтеза хлорофилла. Без азота не могут сентизироваться белковые вещества, а без них не может образовываться протопласт живой клетки. Длительное азотное голодание приводит к гидролизу белков и разрушению хлорофилла в нижних листьях и оттоку образующихся азотных соединений к молодым тканям. При этом в зависимости от вида растения окраска нижних листьев приобретает желтые, оранжевые или красные тона. При более сильном азотном голодании появляются некрозы, ткани высыхают и отмирают. Дефицит азота приводит к сокращению периода вегетативного роста и более раннему созреванию семян.

Корни растений способны поглощать из почвы азот в форме аниона и катиона. Основными же формами азота на Земле являются прочно связанный азот литосферы и молекулярный азот (N 2) атмосферы. Молекулярный азот растениями непосредственно не усваивается и переходит в доступную форму только благодаря деятельности азотфиксирующих микроорганизмов.

Содержание фосфора в растениях составляет около 0,2% на сухую массу. Фосфор поступает в корневую систему и функционирует в растении в виде окисленных соединений, главным образом остатков ортофосфорной кислоты (Н 2 РО 4- ,). Физиологическое значение фосфора определяется тем, что он входит в состав ряда органических соединений, таких, как нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), нуклеотиды (АТФ, НАД, НАДФ), нуклеопротеиды, витамины и многих других, играющих центральную роль в обмене веществ. Фосфор играет особо важную роль в энергетике клетки, поскольку именно в форме высокоэнергетических эфирных связей фосфора или пирофосфатных связей в нуклеозидди-, нуклеозидтрифосфатах и в полифосфатах запасается энергия в живой клетке. Фосфолипиды являются компонентами биологических мембран, причем именно присутствие фосфата в их структуре обеспечивает гидрофильность, остальная часть молекулы липофильна. Многие витамины и их производные, содержащие фосфор, являются коферментами и принимают непосредственное участие в каталитических реакциях, ускоряющих течение важнейших процессов обмена (фотосинтез, дыхание и др.). Фосфор содержится в составе такого органического соединения как фитин (Са-Mg соль инозитфосфорной кислоты), который является основной запасной формой фосфора в растении. Особенно много фитина в семенах (0,5 - 2 % на сухую массу). При всех превращениях в растительном организме фосфор сохраняет степень окисленности. На самом деле, все превращения сводятся лишь к присоединению или переносу остатка фосфорной кислоты (фосфорилирование и трансфосфорилирование).

Еще одной уникальной функцией фосфора является его участие в фосфорилировании клеточных белков с помощью протеинкиназ. Этот механизм контролирует многие процессы метаболизма, так как включение фосфата в молекулу белка приводит к перераспределению в ней электрических зарядов и вследствие этого к модификации ее структуры и функции. Фосфорилирование белков регулирует такие процессы, как синтез РНК и белка, деление, дифференцировка клеток и многие другие.

Фосфор, как и азот, легко перераспределяется между органами растения, оттекая из стареющих листьев к молодым, в конусы нарастания и формирующиеся плоды.

Внешним симптомом фосфорного голодания является синевато-зеленая окраска листьев нередко с пурпурным или бронзовым оттенком, что связано с торможением синтеза белка и накоплением сахаров. При этом листья становятся мелкими и более узкими, приостанавливается рост клеток и тканей, задерживается переход к репродуктивной фазе развития растений.

При дефиците фосфора снижается скорость поглощения кислорода, изменяется активность ферментов, участвующих в дыхательном метаболизме, начинают активнее работать некоторые немитохондриальные системы окисления (оксидаза гликолевой кислоты, аскорбатоксидаза). В условиях фосфорного голодания активируются процессы распада фосфорорганических соединений и полисахаридов, тормозится синтез белков и свободных нуклеотидов.

Калий - один из самых необходимых элементов минерального питания растений. Его содержание в тканях составляет в среднем 0,5 - 1,2% в расчете на сухую массу. Концентрация калия в клетке в 100-1000 раз превышает его содержание во внешней среде. Поэтому в мембранах клеток, контактирующих с почвенным раствором, функционирует мощнейшая система ионных насосов, обеспечивающих накопление ионов К + внутри растительного организма.

Содержание калия в почве больше запасов фосфора и азота в 5-50 раз. В почве он находится в минералах, в коллоидных частицах (обменном и необменном состоянии) и в доступных для растений минеральных солях почвенного раствора. По мере потребления доступных форм калия его запасы пополняются обменным пулом этого катиона, а при уменьшении последнего -- за счет различных форм связанного калия. Попеременное высушивание и увлажнение почвы, деятельность корневой системы и микрофлоры способствуют переходу калия в доступные для растения формы.

Физиологическую роль калия нельзя считать полностью выясненной. Калий не входит ни в одно органическое соединение. Большая часть его (около 80%) в клетке находится в свободной ионной форме и легко извлекается холодной водой, а около 20% в адсорбированном состоянии. Калий снижает вязкость протоплазмы, повышает ее оводненность, увеличивая гидратацию белков. Соли калия растворимы и участвуют в регуляции осмотического потенциала клетки. В частности, большое значение имеет К + в регуляции работы устьиц. Показано, что открытие устьиц на свету связано с накоплением в замыкающих клетках ионов калия. При этом К + в обмен на Н + поступает из клеток, окружающих устьичные. Корневое давление также во многом зависит от присутствия К + в пасоке.

Небольшая часть калия (около 1%) прочно связана с белками митохондрий и хлоропластов и стабилизирует структуру этих органелл. Дефицит калия нарушает ламеллярно-гранулярное строение хлоропластов и мембраны митохондрий. Калий активирует работу многих ферментных систем. Известно более 60 ферментов, для работы которых необходимо присутствие ионов К + . Он необходим в процессах включения фосфата в органические соединения, для синтеза белков, полисахаридов и многих других реакций. Калий также активирует и ряд ферментов цикла Кребса. Недостаток калия замедляет транспорт сахарозы по флоэме. Влияние К + на транспорт углеводов определяет его роль в формировании урожая. Под влиянием калия увеличивается накопление крахмала, сахарозы, моносахаридов.

При недостатке калия листья начинают желтеть с краев, затем их края и верхушки приобретают бурую окраску, иногда с красными «ржавыми» пятнами и выглядят как бы обожженными, на завершающем же этапе калиевого голодания эти участки отмирают. Дефицит калия тормозит процесс деления и растяжения клеток, что приводит к образованию розеточных форм растений. Калиевое голодание снижает также интенсивность фотосинтетических процессов, прежде всего, за счет уменьшения скорости оттока ассимилятов.

В растении калий концентрируется в растущих тканях с интенсивным обменом веществ -- меристемах, камбии, молодых листьях, побегах, почках. В клетке он состав основную часть катионов, около 80% его сосредоточено в вакуоли. Калий находится в основном в ионной форме, имеет очень высокую подвижность и хорошо реутилизируется.

2. Кальций , магний и сера в растительных организмах

хлорофилл минеральный растение

По отношению к кальцию растения делятся на три группы: кальциефилы, кальциефобы и нейтральные виды. Содержание кальция в растениях составляет 0,5 - 1,5% от массы сухого вещества, но в зрелых тканях кальциофильных растений может достигать 10%. Надземные части накапливают на единицу массы больше кальция, чем корни.

Химические свойства кальция таковы, что он легко образует достаточно прочные и в то же время лабильные комплексы с кислородными соединениями макромолекул. Кальций может связывать внутримолекулярные сайты белков, приводя к изменению конформации, и образовывать мостики между комплексными соединениями липидов и белков в мембране или пектиновыми соединениями в клеточной стенке, обеспечивая стабильность этих структур. Поэтому соответственно при дефиците кальция резко возрастает текучесть мембран, также нарушаются процесса мембранного транспорта и биоэлектрогенеза, тормозятся деление и растяжение клеток, прекращаются процессы корнеобразования. Недостаток кальция приводит к набуханию пектиновых веществ и нарушению структуры клеточных стенок. На плодах появляются некрозы. Листовые пластинки при этом искривляются и скручиваются, кончики и края листьев в начале белеют, а затем чернеют. Корни, листья и отдельные участки стебля загнивают и отмирают. От недостатка кальция страдают в первую очередь молодые меристематические ткани и корневая система.

Ионам Са 2+ принадлежит важная роль в регулировании поглощения ионов клетками растений. Избыточное содержание многих токсичных для растения катионов (алюминия, марганца, железа и др.) может нейтрализоваться за счет связывания с клеточной стенкой и вытеснения из нее ионов Са 2+ в раствор.

Кальций имеет важное значение в процессах клеточной сигнализации как вторичный посредник. Ионы Са 2+ обладают универсальной способностью в проведении самых различных сигналов, оказывающих на клетку первичное воздействие, - гормонов, патогенов, света, гравитационных и стрессовых воздействий. Особенность передачи информации в клетке с помощью ионов Са 2+ состоит в волновом способе передачи сигнала. Са-волны и Са-осцилляции, инициируемые в определенных участках клеток, являются основой кальциевой сигнализации у растительных организмов.

Очень чувствителен к изменению содержания цитозольного кальция цитоскелет. Локальные изменения концентрации ионов Са 2+ в цитоплазме играют чрезвычайно важную роль в процессах сборки (и разборки) актиновых и промежуточных филаментов, в организации кортикальных микротрубочек. Кальций-зависимое функционирование цитоскелета имеет место в таких процессах, как циклоз, движение жгутиков, клеточное деление, полярный рост клеток.

Сера входит в число основных питательных элементов, необходимых для жизни растения. Ее содержание в растительных тканях относительно невелико и составляет 0,2 - 1,0% в расчете на сухую массу.Поступает сера в растения только в окисленной форме - в виде сульфат-иона. Сера содержится в растениях в двух формах - окисленной и востановленной. Основная часть поглощенного корнями сульфата перемещается в надземную часть растения по сосудам ксилемы к молодым тканям, где он интенсивно включается в обмен веществ. Попадая в цитоплазму, сульфат восстанавливается с образованием сульфгидрильных групп орагнических соединений (R-SH). Из листьев сульфат и восстановленные формы серы могут перемещаться как акропетально, так и базипетально в растущие части растения и в запасающие органы. В семенах сера находится преимущественно в органической форме. Доля сульфата минимальна в молодых листьях и резко возрастает при их старении в связи с деградацией белков. Сера, как и кальций, не способна к реутилизации и поэтому накапливается в старых тканях растения.

Сульфгидрильные группы входят в состав аминокислот, липидов, кофермента А и некоторых других соединений. Потребность в сере особенно высока у растений, богатых белками, например у бобовых растений и у представителей семейства крестоцветных, которые в больших количествах синтезируют серосодержащие горчичные масла. Она входит в состав аминокислот цистеина и метионина, которые могут находиться как в свободном виде, так и в составе белков.

Одна из основных функций серы связана с формированием третичной структуры белков за счет ковалентных связей дисульфидных мостиков, образуемых между остатками цистеина. Она входит в состав ряда витаминов (липоевой кислоты, биотина, тиамина). Еще одна важная функция серы заключается в поддержании определенной величины окислительно-восстановительного потенциала клетки с помощью обратимых превращений:

Недостаточное снабжение растений серой тормозит синтез белков, снижает интенсивность фотосинтеза скорость ростовых процессов. Внешними симптомами дефицита серы являются бледные и пожелтевшие листья, что проявляется вначале у самых молодых побегов.

Магний по содержанию в растениях занимает четвертое место после калия, азота и кальция. У высших растений среднее его содержание в расчете на сухую массу 0,02 - 3,1%, у водорослей 3,0 - 3,5%. Особенно много его в молодых клетках, генеративных органах и запасающих тканях. Накоплению магния в растущих тканях способствует его сравнительно высокая подвижность в растении, что позволяет реутилизировать этот катион из стареющих органов. Однако степень реутилизации магния значительно ниже, чем азота, фосфора и калия, поскольку часть его образует нерастворимые и не способные к перемещению по растению оксалаты и пектаты.

В семенах большая часть магния находится, в составе фитина. Около 10-15% Mg входит в состав хлорофилла. Эта функция магния уникальна, и никакой другой элемент не может заменить его в молекуле хлорофилла. Участие магния в обмене веществ растительной клетки связано с его способностью регулировать работу ряда ферментов. Магний является кофактором почти всех. ферментов, катализирующих перенос фосфатных групп, необходим для работы мног их ферментов гликолиза и цикла Кребса, а также спиртового и молочнокислого брожения. Магний в концентрации не менее 0.5 мМ требуется для формирования рибосом и полисом, активации аминокислот и синтеза белков. При повышении концентрации магния в растительных клетках активируются ферменты, участвующие в метаболизме фосфата, что приводит к возрастанию содержания в тканях органических и неорганических форм фосфорных соединений.

Магниевое голодание растения испытывают в основном на песчаных и подзолистых почвах. Недостаток его в первую очередь сказывается на фосфорном обмене и соответственно на энергетике растения, даже если фосфаты в достаточном количестве имеются в питательном субстрате. Дефицит магния также тормозит превращение моносахаридов в полисахариды и вызывает серьезные нарушения в процессах синтеза белка. Магниевое голодание приводит к нарушению структуры пластид - граны слипаются, ламеллы стромы разрываются и не образуют единой структуры, вместо них появляется много везикул.

Внешним симптомом дефицита магния является межжилковый хлороз, связанный с появлением пятен и полос светло-зеленого, а затем желтого цвета между зелеными жилками листа. Края листовых пластинок при этом приобретет желтый, оранжевый, красный или темно-красный цвет. Признаки магниевого голодания вначале проявляются на старых листьях, а затем распространяются на молодые листья и органы растения, причем зоны листа, прилежащие к сосудам, дольше остаются зелеными.

3. Роль кремния и железа

Кремний содержится во всех растениях и накапливается в больших количествах в клеточных стенках. Кремний откладывается в клеточной стенке и межклетниках в виде гидратированных аморфных силикатов (SiO 2 ·nH 2 O). Он способен также образовывать комплексы с полифенолами и, подобно лигнину, обеспечивать механическую прочность клеточной стенки - ее жесткость и эластичность. Растения, накапливающие Si, имеют очень прочные стебли (например, соломина злаков). Кремний способствует повышению устойчивости растений к грибным заболеваниям. Диатомовые водоросли строят свои оболочки, концентрируя его из окружающей среды. Дефицит кремния может задерживать рост растений. Недостаток его особенно отрицательно сказывается во время репродуктивной стадии развития растительного организма. При исключении кремния из питательной среды наблюдаются серьезные нарушения структуры клеточных органелл.

Железо содержится в растениях в среднем в количестве 0,02 - 0,08% (20 - 80 мг на 1 кг сухой массы). В составе соединений, содержащих гем (все цитохромы, каталаза, пероксидаза), и в негемовой форме (железосерные центры) железо принимает участие в функционировании основных редокс-систем фотосинтеза и дыхания. Вместе с молибденом железо участвует в восстановлении нитратов и в фиксации молекулярного азота клубеньковыми бактериями, входя в состав нитратредуктазы и нитрогеназы. Железо катализирует также начальные этапы синтеза хлорофилла (образование д-аминолевулиновой кислоты и протопорфиринов). Поэтому недостаточное поступление железа в растения в условиях переувлажнения и на карбонатных почвах приводит к снижению интенсивности дыхания и фотосинтеза и выражается в пожелтении листьев (хлороз) и быстром их опадении.

Наряду с железом каталитически активных соединений ткани растений могут включать этот элемент в вещества запасного характера. Одно из них - белок ферритин, который содержит железо в негемовой форме. Он имеет оранжево-коричневую окраску и состоит из бесцветного белка апоферритина и нескольких тысяч атомов железа в виде соединений основного характера с гидроксильными и фосфатными группами.

Список литературы

1. Малиновский В. И. Физиология растений: Учеб. пособие. - Владивосток: Изд-во ДВГУ, 2004.

2. Медведев С. С. Физиология растений: Учебник. - СПб.: Изд-во С.-Петерб. Ун-та, 2004. - 336 с.

3. Полевой В. В. Физиология растений: Учеб. для биол. спец. вузов. - М.: Высш. шк., 1989. - 464 с.

4. Физиология растений: Учебник для студ. вузов / Н.Д. Алехина, Ю.В. Балнокин, В.Ф. Гавриленко и др.; Под ред. И.П. Ермакова. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 604 с.

5. Физиология растений. Онлайн-энциклопедия [Электронный ресурс]. -http://fizrast.ru/kornevoe-pitanie/fiz-rol/makro-mikro/makroelementy.html - (дата обращения 07.12.2012).

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Значение минерального питания. Классификация минеральных элементов. Метаболизм и физиологические значения азота как одного из самых важных элементов питания. Биометрические показатели и морфологические признаки дефицита элементов питания растений.

контрольная работа , добавлен 05.06.2009

Нарушение определенных функций растений, болезненные явления и симптомы, вызываемые недостатком питательных веществ. Причины голодания растений. Признаки азотного, фосфорного, марганцевого и калийного голодания. Подкормка растений недостающим элементом.

презентация , добавлен 06.01.2016

Активирование определенных ферментативных систем растений с помощью микроэлементов. Роль почвы как комплексного эдафического фактора в жизни растений, соотношение микроэлементов. Классификация растений в зависимости от потребности в питательных веществах.

курсовая работа , добавлен 13.04.2012

реферат , добавлен 20.07.2010

Физиологически активные вещества растительной клетки. Элементы, получаемые растением из почвы через корневую систему, их роль в жизни растений. Морфологическое строение побега, расположение листьев. Элементы древесины и луба голосеменных растений.

контрольная работа , добавлен 13.03.2019

Изменение химического состава сельскохозяйственных растений под влиянием почвенно-климатических условий. Применение гиббереллина и цитокининов. Глубокий покой у растений, основные методы повышения их зимостойкости. Способы ускорения созревания плодов.

контрольная работа , добавлен 05.09.2011

Способы диагностики болезней растений, их симптомы. Причины появления пятнистости листьев. Бактериальные заболевания растений (бактериозы). Профилактика пятнистости, борьба с микозами и бактериальными инфекциями. Болезни листьев сирени, малины, яблони.

курсовая работа , добавлен 05.01.2018

Факторы среды, влияющие на рост и развитие растений. Основные этапы органогенеза. Физиологическая сущность покоя растений, методы повышения зимостойкости. Способы уменьшения предуборочного опадания плодов. Физиология накопления белков в зерне злаковых.

контрольная работа , добавлен 05.09.2011

Явления в жизни растений, связанные с наступлением лета. Роль человека, влияющего на жизнь растений в природных сообществах. Связь растений с окружающей средой. Луговая флора Республики Беларусь. Геоботаническое описание луговой растительности.

реферат , добавлен 01.07.2015

Последствия длительного азотного голодания у растений. Процесс превращения молекулы азота в аммиачную форму. Окисление атомом кислорода аминокислоты L-аргинина в присутствии специфического фермента (NO-синтазы). Применение окиси азота в медицине.

Общие представления о минеральном питании.

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

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

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

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

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

макроэлементы

микроэлементы

1.Макроэлементы.

Азот.

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

Фосфор.

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

Калий.

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

Сера.

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

Кальций.

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

Магний.

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

Натрий.

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

Кремний.

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

2.Микроэлементы .

Железо.

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

Медь.

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

Цинк.

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

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

Марганец.

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

Молибден.

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

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