Питание растений, усвоение (ассимиляция) растениями питательных веществ, поступающих из внешней среды; основа обмена веществ. Источниками поступления питательных веществ для растений служит почва, из которой они получают растворённые в воде минеральные и азотистые вещества, а также углекислый газ воздуха, из которого в процессе фотосинтеза образуют органическое вещество.

Питание за счёт мёртвых органических остатков называется сапрофитным, а растения, питающиеся мёртвыми органическими остатками, - сапрофитами. Этот тип питания свойствен всем гнилостным грибам и бактериям.

Большая часть растений способна усваивать углерод из углекислого газа, восстанавливая его до органических соединений. Этот тип питания называется автотрофным (см. Автотрофные организмы). Он свойствен всем высшим зелёным растениям, а также водорослям, некоторым бактериям. Восстановление CO2 до органических соединений требует затрат энергии либо за счёт поглощаемого солнечного света (фотосинтетики), либо за счёт окисления восстановленных соединений, поглощаемых из внешней среды (хемосинтетики).

В тело растения многие химические элементы поступают в форме ионов, диссоциированных в водных растворах, через корень, с помощью которого осуществляется минеральное, или почвенное, питание.

Минеральное питание – это совокупность процессов поглощения из почвы, передвижения и усвоения химических биогенных элементов, то есть элементов, необходимых для жизни растительных организмов. В особенно больших количествах растениям необходимы макроэлементы N, S, P, K, Mg, Ca. Напротив, в крайне малых количествах необходимы такие микроэлементы, как B, Mn, Cu, Zn, Mo, Co.

Механизм поступления ионов в корень сложен. Он связан с их адсорбцией и активным поглощением из почвы, при этом затрачивается энергия. (в процессе дыхания живые клетки выделяют углекислоту, которая диссоциирует на ионы Н и НСО3. Затем происходит ионный обмен).

Макроэлементы

Азот - элемент образования органического вещества. Регулирует рост вегетативной массы. Определяет уровень урожайности.

Фосфор - элемент энергетического обеспечения (АТФ, АДФ). Активизирует рост корневой системы и закладки генеративных органов. Ускоряет развитие всех процессов. Повышает зимостойкость.

Калий - элемент молодости клеток. Сохраняет и удерживает воду. Усиливает образование сахаров и их передвижение по тканям. Повышает устойчивость к болезням, засухе и заморозкам.

Магний - повышает интенсивность фотосинтеза и образование хлорофилла. Влияет на окислительно-восстановительные процессы. Активирует ферменты и ферментативные процессы.

Кальций - стимулирует рост растения и развитие корневой системы. Усиливает обмен веществ, активирует ферменты. Укрепляет клеточные стенки. Повышает вязкость протоплазмы.

Сера - Участвует в азотном и белковом обменных процессах, входит в состав аминокислот, витаминов и растительных масел. Влияет на окислительно-восстановительные процессы.

Микроэлементы

Железо - Регулирует фотосинтез, дыхание, белковый обмен и биосинтез ростовых веществ – ауксинов.

Медь - Регулирует дыхание, фотосинтез, углеводный и белковый обмен. Повышает засухо -, морозо -, и жароустойчивость

Узнайте первым о предстоящих акциях и скидках. Мы не рассылаем спам и не передаем email третьим лицам.

Значение макро- и микроэлементов в жизни растений

В зеленых насаждениях обнаружены многие химические элементы. Макроэлементы содержатся в значительных концентрациях, микроэлементы – в тысячных долях процента.

Макроэлементы и их значение для растений

Макроэлементы представляют особую важность для роста и развития растений на всех стадиях жизненного цикла. К ним относят те, которые содержатся в культурах в значительных количествах - это азот, фосфор, калий, сера, магний и железо. При их дефиците представители флоры плохо развиваются, что сказывается на урожайности. Признаки нехватки многократно используемых макроэлементов проявляются прежде всего на старых листьях.

Азот

Главный ответственный за питание корней элемент. Он участвует в реакциях фотосинтеза, регулирует обмен веществ в клетках, а также способствует росту новых побегов. Этот элемент особенно необходим для растений на стадии вегетации. При нехватке азота рост насаждений замедляется или останавливается вовсе, цвет листьев и стеблей становится бледнее. Из-за переизбытка азота позднее развиваются соцветия и плоды. Насаждения, которых перекормили азотом имеют ботву темно-зеленого цвета, и излишне толстые стебли. Период вегетации удлиняется. Слишком сильное перенасыщение азотом приводит к гибели флоры в течение нескольких дней.

Фосфор

Участвует в большинстве протекающих в растениях процессах. Обеспечивает нормальное развитие и функционирование корневой системы, образование крупных соцветий, способствует вызреванию плодов.

Нехватка фосфора негативно сказывается на цветении и процессе созревания. Цветки получаются мелкими, плоды часто с дефектами. Литья могут окрашиваться в красновато-коричневый оттенок. Если же фосфор в избытке, замедляется обмен веществ в клетках, растения становятся чувствительными к нехватке воды, они хуже усваивают такие питательные элементы, как железо, цинк и калий. В результате листья желтеют, опадают, срок жизни растения сокращается.

Калий

Процент калия в растениях больше по сравнению с кальцием и магнием. Этот элемент задействован в синтезировании крахмала, жиров, белков и сахарозы. Он защищает от обезвоживания, укрепляет ткани, предупреждает преждевременное увядания цветков, повышает сопротивляемость культур к различного рода патогенам.

Растения, обедненные калием, можно узнать по отмершим краям листьев, коричневым пятнам и куполообразной их форме. Это происходит вследствие нарушения процессов производства, накопления в зеленых частях насаждений продуктов распада, аминокислот и глюкозы. Если калий в избытке, наблюдается замедление всасывания растением азота. Это приводит к остановке роста, деформациям листьев, хлорозу, а на запущенных стадиях к отмиранию листьев. Поступление магния и кальция также затрудняется.

Магний

Участвует в реакциях с образованием хлорофилла. Является одним из его составных элементов. Способствует синтезу фитинов, содержащихся в семенах и пектинов. Магний активизирует работу энзимов, при участии которых происходит образование углеводов, протеинов, жиров, органических кислот. Он участвует в транспорте питательных веществ, способствует более скорому вызреванию плодов, улучшению их качественных и количественных характеристик, повышению качества семян.

Если растения испытывают дефицит магния , их листья желтеют, так как молекулы хлорофилла разрушаются. Если недостаток магния своевременно не восполнить, растение начнет отмирать. Избыток магния у растений наблюдаются редко. Однако, если доза внесенных препаратов магния слишком большая, замедляется всасываемость кальция и калия.

Сера

Является составным элементов протеинов, витаминов, аминокислот цистина и метионина. Участвует в процессах образования хлорофилла. Растения, которые испытывают серное голодание, нередко заболевают хлорозом. Болезнь поражает главным образом молодые листья. Избыток серы приводит к пожелтению краев листьев, их подворачиванию вовнутрь. Впоследствии края обретают коричневый оттенок и отмирают. В некоторых случаях возможно окрашивание листьев в сиреневый оттенок.

Железо

Является составным компонентом хлоропластов, участвует в производстве хлорофилла, обмене азота и серы, клеточном дыхании. Железо – необходимый компонент многих растительных ферментов. Этот тяжелый металл играет наиболее важную роль. Его содержание в растении достигает сотых долей процента. Неорганические соединения железа ускоряют биохимические реакции.

При дефиците этого элемента растения нередко заболевают хлорозом. Нарушаются дыхательные функции, ослабляются реакции фотосинтеза. Верхушечные листья постепенно бледнеют и усыхают.

Микроэлементы

Основными микроэлементами являются: железо, марганец, бор, натрий, цинк, медь, молибден, хлор, никель, кремний. Их роль в жизни растений нельзя недооценивать. Недостаток микроэлементов хоть и не приводит к гибели растений, но сказывается на скорости протекания различных процессов. Это влияет на качество бутонов, плодов и урожаях в целом.

Кальций

Регулирует усвоение белков и углеводов, влияет на продуцирование хлоропластов и усвоению азота. Он играет важную роль в построении сильных клеточных оболочек. Наибольшее содержание кальция наблюдается в зрелых частях растений. Старые листья состоят из кальция на 1 %. Кальций активирует работу многих энзимов, в том числе амилазы, фосфорилазы, дегидрогеназы и др. Он регулирует работу сигнальных систем растений, отвечая за нормальные реакции на воздействия гормонами и внешними раздражителями.

При нехватке этого химического элемента происходит ослизнение клеток растений. Особенно это проявляется на корнях. Нехватка кальцием приводит к нарушению транспортной функции мембран клеток, повреждению хромосом, нарушению цикла деления клеток. Перенасыщение кальцием провоцирует хлороз. На листьях появляются бледные пятна с признаками некроза. В некоторых случаях можно наблюдать круги, заполненные водой. Отдельные растения реагируют на переизбыток данного элемента ускоренным ростом, но появившиеся побеги быстро отмирают. Признаки отравления кальцием схожи с переизбытком железа и магния.

Марганец

Активизирует работу ферментов, участвует в синтезировании протеинов, углеводов, витаминов. Марганец также принимает участие в фотосинтезе, дыхании, углеводно-белковом обмене. Недостаток марганца приводит к высветлению окраски листьев, появлению отмерших участков. Растения заболеванию хлорозом, у них отмечается недоразвитие корневой системы. В серьезных случаях начинают засыхать и опадать листья, отмирать верхушки веток.

Цинк

Регулирует окислительно-восстановительные процессы. Является компонентом некоторых важных ферментов. Цинк повышает выработку сахарозы и крахмала, содержание в плодах углеводов и белков. Он участвует в реакции фотосинтеза и способствует выработке витаминов. При нехватке цинка растения хуже противостоят холоду и засухе, уменьшается содержание в них белка. Цинковое голодание также приводит к изменению окраски листьев (они желтеют или обретают белесый цвет), уменьшению образования почек, падению урожайности.

Молибден

На сегодняшний день именно этот микроэлемент называют одним из важнейших. Молибден регулирует азотный обмен, нейтрализует нитраты. Он также влияет на углеводородный и фосфорный обмен, производство витаминов и хлорофилла, а также на скорость протекания окислительно-восстановительных процессов. Молибден способствует обогащению растений витамином С, углеводами, каротином, белками.

Недостаточные концентрации молибдена негативно сказываются на обменных процессах, затормаживается редуцирование нитратов, образование белков и аминокислот. В связи с этим урожаи снижаются, их качество ухудшается.

Медь

Является элементом медьсодержащих белков, энзимов, участвует в фотосинтезе, регулирует транспорт белков. Медь повышает содержание азота и фосфора в два раза, а также защищает хлорофилл от разрушения.

Дефицит меди приводит к скручиванию кончиков листьев и хлорозу. Снижается количество пыльцевых зерен, падает урожайность, у деревьев “повисает” крона.

Бор

Регулирует обмен протеинов и углеводов. Является важнейшим компонентом синтеза РНК и ДНК. Бор в союзе с марганцем являются катализаторами реакции фотосинтеза в растениях, которые испытали на себе заморозки. Бор требуется насаждениям на всех стадиях жизненного цикла.

От дефицита бора страдают больше всего молодые листья. Нехватка этого микроэлемента приводит к замедленному развитию пыльцы, внутреннему некрозу стеблей.

Избыток бора тоже нежелателен, так как приводит к ожогам нижних листьев.

Никель

Представляет собой составной компонент уреазы, с его участием протекают реакции разложения мочевины. В насаждениях, которые обеспечены никелем в достаточном количестве, содержание мочевины ниже. Также никель активирует некоторые ферменты, участвует в транспорте азота, стабилизирует структуру рибосом. При недостаточном поступлении никеля замедляется рост растений, снижается объем биомассы. А при перенасыщении никелем угнетаются реакции фотосинтеза, появляются признаки хлороза.

Хлор

Является основным элементов водно-солевого обмена растений. Участвует в поглощении кислорода корневой системой, реакциях фотосинтеза, энергетическом обмене. Хлор уменьшает последствия заболевания грибком, борется с излишним поглощением нитратов.

При недостатке хлора корни вырастают короткими, но при этом густо разветвленными, а листья увядают. Капуста, испытавшая дефицит хлора, получается неароматной.

При этом и переизбыток хлора вреден. При нем листья становятся мельче и твердеют, на некоторых появляются пурпурные пятна. Стебель также грубеет. Чаще всего дефицит Cl проявляется наряду с недостатком N. Исправить ситуацию позволяет аммиачная селитра и каинит.

Кремний

Является своеобразным кирпичиком стенок клеток, а потому повышает выносливость насаждений перед заболеваниями, заморозками, загрязнениями, нехваткой воды. Микроэлемент влияет на обменные процессы с участие фосфора и азота, помогает снижать токсичность тяжелых металлов. Кремний стимулирует развитие корней, влияет на рост и развитие растений, способствует урожайности, повышает содержание сахара и витаминов в плодах. Визуально дефицит кремния не обнаружить, но его недостаток негативно скажется на сопротивляемости культур негативным факторам, развитости корневой системы, развитии цветов и плодов.

Микро- и макроэлементы оказывают влияние друг на друга, в результате их биодоступность для флоры меняется. Переизбыток фосфора приводит к нехватке цинка и образованию фосфатов меди и железа – то есть недоступности этих металлов для растений. Переизбыток серы уменьшает усвояемость молибдена. Излишек марганца приводит к хлорозу, вызванного недостатком железа. Высокие концентрации меди приводят к нехватке железа. При дефиците B нарушается всасываемость кальция. И это только часть примеров!

Вот почему так важно для восполнения дефицита макро- и микроэлементов, использовать сбалансированные комплексы удобрений. Для различных сред существуют свои составы. Нельзя применять удобрение для почвы в гидропонике, ведь изначальные условия будут неодинаковы.

Почва – своеобразный буфер. В ней питательные вещества могут находиться до тех пор, пока не понадобятся растению. Почва сама регулирует уровень pH, тогда как в гидропонных системах показатели полностью зависят от человека и тех препаратов, которыми он насыщает питательный раствор.

При традиционном выращивании нельзя точно знать, сколько тех или иных микроэлементов содержится в земле, тогда как в гидропонике показатели pH и ЕС питательного раствора можно определить без труда – с помощью рН-метра и ЕС-метра. Выращивание в гидропонике более эффективно. Вместе с тем любой сбой здесь имеет более серьезные последствия для насаждений. Вот почему нужно выбирать удобрения внимательно.

Оптимальный комплекс макро- и микроэлементов, необходимых для питания растения, выращиваемого в земле, содержит комплект удобрений Bio-Grow + Bio-Bloom. Препарат ускоряет рост цветов и культур, увеличивает урожайность.

Для растений, выращиваемых методом гидропоники рекомендуем выбрать комплект удобрений Flora Duo Grow HW + Flora Duo Bloom производства Франция. Он имеет сбалансированный состав, который закрывает все потребности растений на протяжении всего жизненного цикла. Flora Duo Grow способствует ускоренному росту листьев и формированию сильных стеблей. Flora Duo Bloom содержит фосфор, который готовит насаждения к цветению и плодоношению.

Они не встраиваются в структуру тканей растений, иными словами, не создают «тело» и «массу».

Входящие в состав многих ферментов и витаминов, эти элементы выполняют функции биологических ускорителей и регуляторов сложных биохимических процессов. При их дефиците или избытке в почве у овощей, плодовых деревьев, кустарников и цветов нарушается обмен веществ, возникают различные заболевания. Поэтому роль микроэлементов нельзя недооценивать.

Признаки минерального голодания

Семеро важных

Железо регулирует дыхание растений. Его недостаток приводит к нарушению фотосинтеза и, как следствие, к хлорозу (потеря зеленой окраски и побеление) молодых верхушечных листьев. Иногда страдают и побеги - они покрываются бурыми пятнами.

Марганец также участвует в образовании хлорофилла, и его дефицит тоже проявляется в виде хлороза. Однако картина здесь несколько иная: пластинки листа желтеют, но жилки остаются зелеными - возникает пятнистость листьев, приводящая к отмиранию участков ткани.

Бор способствует процессу роста. При его недостатке гибнет верхушечная почка (точка роста). Возможно пожелтение листьев, жилки делаются коричневыми или желтыми. Источники соединений бора - зола или навоз.

Молибден играет важную роль в азотном обмене и непосредственно влияет на урожайность. У растений, испытывающих его дефицит, на листьях появляются светлые пятна, возможно отмирание почек, плоды и клубни растрескиваются. Источник соединений молибдена – молибденовокислый аммоний.

Цинк регулирует клеточный обмен. Его нехватка проявляется в сильно выраженной крапчатости старых листьев, появлении на них уголков отмершей ткани, мелколиственности. Характерный признак дефицита цинка - розеточность плодовых: у молодых побегов яблони очень короткие междоузлия, а листья на конце побега собраны в розетку.

Медь активизирует образование белков и витаминов группы В. Этого элемента очень мало в песчаных и торфянистых почвах. Его недостаток проявляется в устойчивом увядании верхних листьев, даже при хорошем обеспечении влагой, вплоть до их опадания.

Сера участвует в образовании витаминов, аминокислот и белков. Ее дефицит выявить трудно, так как внешне он никак не выражен. К счастью, и возникает довольно редко. Источник серы - сернистые соединения других минеральных элементов (сульфат калия, сульфат аммония, сульфат магния).

Как не мешать друг другу

Казалось бы, самый простой способ, позволяющий обеспечить достаточное содержание микроэлементов в почве, - внесение в нее соответствующих солей-удобрений. Но почва - очень сложная система, в которой взаимодействуют все минеральные элементы, и это необходимо учитывать.

Растения могут усвоить любой элемент, если он находится в растворимом состоянии (почвенный раствор) и доступен корням. А элементы, в свою очередь, могут переходить из растворимого состояния в нерастворимое - и наоборот, это зависит от показателя кислотности почвы (рН) и их взаимовлияния.

Так, при уровне рН более 5,5 (кислые и слабокислые почвы) медь, цинк, марганец, железо доступны для усвоения, а молибден - нет. При рН, равном 7 и более (нейтральная или щелочная реакция почвы), медь, молибден, железо, цинк, марганец делаются «малоподвижными» и не переходят в усвояемые растворы.

На окультуренных почвах необходимо учитывать и «фосфорный фактор»: внесенные в почву фосфорные удобрения (суперфосфаты) способствуют образованию нерастворимых соединений железа, цинка и меди, отчего усвоение этих элементов затрудняется.

Садовнику-непрофессионалу нелегко усвоить все эти биохимические тонкости, еще более сложно - учитывать их и контролировать. Поэтому лучше использовать так называемые хелатные (органические) соединения микроэлементов (вместо их солей).

Хелаты имеют очень устойчивую структуру. При изменении почвенных условий микроэлементы, находящиеся в их составе, на это не реагируют и их взаимодействие исключается. При выборе удобрения вы должны решить, что будете применять - комплексное полное или только набор микроэлементов. Однако в обоих случаях необходимо убедиться в том, что элементы питания присутствуют в виде хелатных соединений.

И еще раз...

Некоторые элементы минерального питания растения способны использовать многократно. Этот процесс, который называется реутилизацией , распространяется в первую очередь на макроэлементы - азот, фосфор, калий и магний . При недостаточном содержании этих веществ в почве растение жертвует старыми листьями - и извлекает эти элементы уже из них. Поэтому внесезонное пожелтение и опадание старых листьев - показатель элементного голодания.

Реутилизации поддаются не все элементы. Сера, например, - лишь частично, а кальций, железо, марганец, бор, медь и цинк вообще не могут использоваться многократно.
Способности растений к количественному потреблению элементов минерального питания и их «предпочтения» также существенно различаются. Некоторые из них проявляют самую настоящую избирательность и имеют репутацию растений-концентраторов.

Накопление элементов растениями

• кальций - бобовые, подсолнечник, капуста, картофель, гречиха
• калий - бобовые, картофель, томаты, подсолнечник, свекла, капуста, огурцы
• кремний и фосфор – злаки
• сера - бобовые, лук, чеснок
• марганец - фрукты, брусника, черника, голубика, свекла
• цинк - свекла, кукуруза и табака

Зная, какой элемент будет в первую очередь извлечен тем или иным растением из почвы, можно примерно рассчитать баланс питания каждого из них.

Внесение микроэлементов

Обычно микроэлементы в виде солей рекомендуют не вносить в почву, а использовать для внекорневой подкормки. То есть опрыскивать их раствором листья растений. Это связано с тем, что эффективность подобных корневых подкормок не слишком велика - во многом она зависит от конкретных почвенных условий: состава, кислотности, температур и т.д. При внекорневой же подкормке удобрения усваиваются почти мгновенно, особенно если раствор попадает на внутреннюю сторону листьев. Правда, здесь также существуют ограничения:
растения более активно поглощают «пищу» своими листовыми устьицами в утренние (с 6.00 до 8.00) и в вечерние (с 18.00 до 20.00) часы] в остальное время удобрять их нецелесообразно.

Впрочем, все это относится исключительно к микроэлементам в виде солей. Хелатные соединения усваиваются растениями независимо от кислотности почвы, поэтому могут быть использованы и для корневой, и для внекорневой подкормки.

Наукой доказано, что для нормального развития растительного организма недостаточно применения только минеральных или органических удобрений. Важную роль в питании растений играют микроэлементы. В частности, Cu (медь), Mo (молибден), Mn (марганец), Co (кобальт), Zn (цинк), B (бор) и другие повышают активность многих ферментов и ферментных систем в растительном организме и улучшают использование растениями питательных веществ из почвы и удобрений. Поэтому микроэлементы нельзя заменить другими веществами, а их недостаток обязательно должен быть восполнен. Только тогда мы получим качественную продукцию, содержащую оптимальное количество для данного сорта сахаров, аминокислот, витаминов.

Стройматериалы для построения ферментных систем

Человеку кроме белков, жиров и углеводов для нормальной жизнедеятельности необходимы многочисленные элементы, находящиеся в пище. Так же и растения нуждаются в дополнительной подпитке микроэлемантами.

Микроэлементами называют химические элементы, необходимые для нормальной жизнедеятельности растений и используемые растениями в микроколичествах по сравнению с основными компонентами питания. Однако их биологическая роль велика.

Всем без исключения растениям для построения ферментных систем - биокатализаторов - необходимы микроэлементы, среди которых наибольшее значение имеют железо, марганец, цинк, бор, молибден, кобальт и др. Ряд ученых называют их «элементами жизни», как бы подчеркивая, что при отсутствии указанных элементов жизнь растений и животных становится невозможной. Недостаток микроэлементов в почве не приводит к гибели растений, но является причиной снижения скорости и согласованности протекания процессов, ответственных за развитие организма. В конечном итоге растения не реализуют своих возможностей и дают низкий и не всегда качественный урожай.

Сельскохозяйственные растения по обеспеченности микроэлементами объединяются в следующие группы:

1. Растения невысокого выноса микроэлементов и сравнительно высокой усваивающей способности - зерновые хлеба, кукуруза, зернобобовые, картофель;

2. Растения повышенного выноса микроэлементов с невысокой и средней усваивающей способностью - корнеплоды (сахарная, кормовая, столовая свекла и морковь), овощи, многолетние травы (бобовые и злаковые), подсолнечник;

3. Растения высокого выноса микроэлементов - сельскохозяйственные культуры, выращиваемые в условиях орошения на фоне высоких доз минеральных удобрений.

С литологическими особенностями четвертичных отложений связаны и провинциальные особенности распространения микроэлементов (табл. 1).

Микроэлементы не могут быть заменены другими веществами и их недостаток обязательно должен быть восполнен с учетом формы, в которой они будут находиться в почве. Растения могут использовать микроэлементы только в водорастворимой форме (подвижной форме микроэлемента), а неподвижная форма может быть использована растением после протекания сложных биохимических процессов с участием гуминовых кислот почвы. В большинстве случаев эти процессы протекают очень медленно и при обильном поливе грунта значительная часть образующихся подвижных форм микроэлементов вымывается.

Все микроэлементы жизни, кроме бора, входят в состав тех или иных ферментов. Бор не входит в состав ферментов, а локализуется в субстрате и участвует в перемещении сахаров через мембраны, благодаря образованию углеводноборатного комплекса.

Большинство микроэлементов являются активными катализаторами, ускоряющими целый ряд биохимических реакций. Микроэлементы своими замечательными свойствами в ничтожных количествах способны оказывать сильнейшее действие на ход жизненных процессов и очень напоминают ферменты. Совместное влияние микроэлементов значительно усиливает их каталитические свойства.

В ряде случаев только композиции микроэлементов могут восстановить нормальное развитие растений. Однако сведение роли микроэлементов только к их каталитическому действию неверно.

Микроэлементы оказывают большое влияние на биоколлоиды и влияют на направленность биохимических процессов. Так, марганец регулирует соотношение двух и трехвалентного железа в клетке. Соотношение железо-марганец должно быть больше двух. Медь защищает от разрушения хлорофилл и способствует увеличению дозы азота и фосфора примерно в два раза. Бор и марганец повышают фотосинтез после подмораживания растений.

Неблагоприятное соотношение азота, фосфора, калия может вызвать болезни растений, которые излечиваются микроудобрениями.

Чем больше ученые узнают строение компонентов биосферы, тем становится понятнее, что нет элементов просто "полезных" и "вредных". Для каждого из них есть определенный диапазон концентраций, за пределами которого полезный элемент превращается в вредное (ядовитый). Многое также зависит и от форм их нахождения в каждом конкретном случае, поэтому отнесение того или иного элемента в группу токсичных достаточно условно, которое отражает только высокую вероятность проявления его негативного воздействия на организм растений, животных и человека. Причины повышенного интереса к микроэлементам кроются в их огромном значении как в живом веществе планеты, так и в геологических процессах, происходящих в различных геосферах планеты (В. П. Кирилюк, 2006).

Недостаток или избыток химических элементов в горных породах, почвах, природных водах отражается на нормальном развитии биоценозов, вызывает эндемические заболевания растений, животных и человека. Заболевания, вызываемые токсическим действием веществ, попавших в организм очень малых количествах, известны с античных времен (например, меркуриализм - отравление ртутью, сатурнизм - отравление свинцом).

Все патологические процессы, вызванные дефицитом, избытком или дисбалансом микроэлементов в организме получили название микроэлементозов. В медицине появился даже новое направление - микроелементология , которая изучает сбалансированность обеспечения организма человека микроэлементами.

Значение микроэлементов для растений

Для выращивания высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур наряду с биоэлементами (С, Η, О, N, Р, К, Са, Mg, S) важное значение в питании растений имеют еще около 18 элементов, прежде всего - в, Mn, Cu, Zn , Co, Mo. Поскольку содержание этих элементов в растениях и почвах достаточно мал (0,01-0,001% в пересчете на сухое вещество), их называют микроэлементами , а удобрения, которые содержат - микроудобрениями . Для выращивания высоких полноценных урожаев сельскохозяйственных культур необходимо учитывать их требования к микроэлементного состава питательной среды.

Выделяют несколько биологических групп растений, характеризующихся повышенной потребностью в тех или иных микроэлементах. Так, зерновые прежде всего реагируют на медь, бобовые - на молибден и бор, кукуруза - цинком, подсолнечник - на бор и медь, рапс - на бор и марганец (табл. 6.1).

Большинство микроэлементов необходимых для нормального роста и развития растений, поскольку они участвуют в таких важных процессах, как фотосинтез (Mn, Fe, Си), дыхания (Mn, Fe, Cu, Zn, Со), углеводный, жировой и белковый обмены, образование органических кислот и ферментов (Μη, V, Cu, Ni, Mo, Zn), процессы связывания свободного азота (Мо, В, Mn, Fe), превращения соединений азота и фосфора (В, Zn, Cu, Mn, Mo) , развитие клубеньковых бактерий (Cu, Mo, В), являются катализаторами различных реакций (Fe, Mn, Mo, Cu, Zn и др.). Известно, что А1, В, Cu, Со, Мо, Zn выполняют специфические функции в защитных механизмах морозостойких и засухоустойчивых видов растений.

Таблица 6.1. Биологическая потребность некоторых сельскохозяйственных культур в микроэлементах (обобщенные данные)

Культура	микроэлемент
Кукуруза
зернобобовые
масличные
капуста цветная
капуста белокочанная
Лук, чеснок
Помидор, перец
картофель
Арбуз, дыня
Земляника, малина
виноград
Яблоня, груша
Черешня, слива
газонные травы
декоративные

Примечание. Чувствительность: + - низкая; ++ - Средняя; +++ - Высокая.

Действие микроэлементов на физиологические процессы объясняется их содержанием ферментов, витаминов, гормонов и других биологически активных веществах. По оптимального обеспечения растений микроэлементами ускоряются их развитие и созревание семян, повышается устойчивость к болезням и вредителям, снижается действие против внешних неблагоприятных факторов - засухи, низких и высоких температур воздуха и почвы. В отличие от пестицидов микроэлементы повышают иммунитет растений.

Известно, что марганец, медь, цинк, бор и другие микроэлементы входят в состав противогрибковых и противобактериальных препаратов, поэтому удобрения, содержащие их, имеют снижать и заболеваемость сельскохозяйственных культур. Установлено, что на фоне применения микроудобрений пораженность овса головней уменьшается вдвое, пшеницы яровой - головней и мучнистой росой в 10 раз, ячменя головней и гельминтоспорозом - вдвое, пшеницы озимой септориозом, мучнистой росой и церкоспорозом - на 10%, подсолнечника мучнистой росой и белой гнилью - в 3-4 раза, кукурузы головней - на 60-80% (С. Ю. Булыгин и др., 2007).

Кроме того, они защищают растения от бактериальных и грибных болезней (табл. 6.2).

Таблица 6.2. Влияние микроэлементов на физиологическую устойчивость растений к болезням (В. Т. Куркаев, А. X. Шеуджен, 2000)

болезнь	микроэлемент
Бурая ржавчина зерновых
Корончатые ржавчина овса
Стеблевой ржавчины зерновых
Мучнистая роса зерновых
Бактериоз и ржавчина льна
ржавчина подсолнечника
фомоз свеклы
Ложная мучнистая роса свеклы
фитофтороз картофеля
Бурая пятнистость помидора
Белая пятнистость помидора
фитофтороз помидора
бактериоз капусты
Мучнистая роса капусты
Мучнистая роса крыжовника

Так, борьбе, молибденовые, медные и цинковые удобрения снижают вредоносность ржавчины, полиспорозу, антракнозу, кобальтовые и марганца удобрения эффективны в борьбе с мучнистой росой зерновых культур и фитофторозом помидора; предпосевная обработка семян гороха молибденом, цинком и кобальтом способствует снижению численности личинок клубеньковых долгоносика; марганец, медь и бор повышают устойчивость зерновых культур в Гессенской мухи.

Снижают повреждения гельминтоспориозом зерновых культур марганец, корнеедом свеклы - цинк, ризоктониозом картофеля - медь, марганец, фитофторозом картофеля - медь, молибден, марганец, черной ножкой картофеля - медь, марганец, грыжей капусты - марганец, бор, фомозом моркови - бор, черным раком яблони - бор, марганец, серой гнилью земляники - марганец.

Во всех случаях наибольшая эффективность микроэлементов в защите растений от патогенов проявляется при их применении на фоне оптимального питания микроэлементами.

Влияние микроудобрений на фитосанитарное состояние агроэкосистем возможен в нескольких направлениях: повышение физиологической устойчивости и адаптивности растений; снижение репродуктивной способности вредных организмов в растениях-хозяевах; задержание скорости передачи возбудителей в здоровые растения; изменение толщины кутикулы и эпидермиса, создает у растений защитный слой; изменение скорости роста и развития растений, нарушает взаимодействие возбудителя и растения в критические периоды формирования урожая.

В течение всего вегетационного периода растения нуждаются основных микроэлементов. Некоторые микроэлементы НЕ реутилизуються, то есть не передвигаются из старых органов в моложе.

Микроэлементы жизненно важные для растений и оказывают прямое воздействие на организм, их специфический биохимический влияние нельзя заменить другими веществами. Без них растение не может ни расти, ни завершить некоторые метаботични цикла. их недостаток обязательно должна быть компенсирована. Только тогда можно получить качественную продукцию, которая соответствует оптимальному содержанию для определенного сорта сахаров, аминокислот, витаминов.

Растения способны использовать микроэлементы только в водорастворимой (подвижной) форме), неподвижная форма микроэлемента может быть использована растениями после протекания сложных биохимических процессов с участием гуминовых кислот почвы. В большинстве случаев эти процессы происходят медленно и в условиях орошения значительная часть подвижных форм микроэлементов может вымываться. Все микроэлементы, кроме бора, входят в состав тех или иных ферментов, а бор локализуется в субстрате и участвует в перемещении сахаров через мембраны вследствие образования вуглеводно- боратного комплекса.

Большинство микроэлементов являются активными катализаторами, которые ускоряют целый ряд биохимических реакций. Совместное действие микроэлементов значительно усиливает их каталитическую действие. Во многих случаях только их сочетание может обеспечить нормальное развитие растений.

Однако сводить роль микроэлементов только к их каталитического действия неправильно. Они оказывают значительное влияние на образование биоколоидив, направленность биохимических процессов. Так, марганец регулирует соотношение двух- и трехвалентного железа в клетках. Соотношение железо: марганец должно быть> 2. Медь защищает от разрушения хлорофилл и позволяет повысить нормы азота и фосфора почти вдвое. Бор и марганец активируют процесс фотосинтеза после подмерзания растений. Неблагоприятное соотношение между азотом, фосфором и калием может привести к болезни растений, которые лечат с помощью микроудобрений.

Оптимальное питание растений микроэлементами повышает их устойчивость к неблагоприятным погодным условиям:

Медь, цинк, марганец, кобальт, молибден положительно влияют на засухоустойчивость растений, сохраняют более высокий уровень синтеза белка, повышают содержание аскорбиновой кислоты, пролина, амидов, нуклеиновых кислот, выполняют в растениях защитную функцию;

Бор, цинк и марганец обеспечивают устойчивость растений к резким колебаниям температур;

Бор и молибден снижают у растений транспирации днем и повышают ее утром, увеличивают содержание связанной воды и Водоудерживающая возможности тканей, уменьшают дневную депрессию фотосинтеза;

Цинк и медь повышают морозостойкость растений.

Многие ученые называют их "элементами жизни", отмечая, что в их отсутствие жизни растений и животных становится невозможным. Недостаток микроэлементов в почве не приводит к гибели растений, но является причиной нарушения обмена веществ, вызывает к заболеванию растений и животных. Основы применения микроэлементов в сельском хозяйстве должны основываться не только на потребностях в них той или иной культуры, но и в большей степени на их содержимом в почве, определяет их содержание в растениях, влияет на производительность и качество урожая. Поэтому основой для разработки мероприятий по производству и применению удобрений должно быть содержание подвижных форм микроэлементов в почвах, их географическая распространенность и распределение по почвенному профилю. В то же время микроэлементы как тяжелые металлы в концентрациях, превышающих потребности в них растений, могут нарушать биологические циклы, подавлять, а иногда и привести к гибели растений. Особенно токсичны для живых организмов высокие концентрации таких элементов, как Pb, Cd, Co, Cu, Zn, Ni. Поэтому, несмотря на высокую эффективность микроудобрений, допускать их бездумного применения нельзя, так как это может привести к накоплению в почве токсического количества тяжелых металлов. Избыток микроэлементов, как и их недостаток вызывают метаболические нарушения в растениях. В целом растение устойчива к повышенным, чем в пониженных концентраций микроэлементов. В процессе эволюции у растений выработались механизмы, регулирующие поступление и содержание в них химических элементов. Это не означает, что устанавливается постоянное содержание химических элементов в органах: наблюдаются колебания. Иногда значительные. Схему защитных реакций растений против чрезмерного поступления микроэлементов приведены на рис. 6.1.

Рис. 6.1.

Корни является главным аккумулятором микроэлементов, задерживает их проникновения в стебель. Основная их часть локализуется по периферии корней в зоне так называемого пояса Каспари. Вместе с этим защитные возможности корневой системы ограничены и при значительном поступления токсичных ионов из почвы она может полностью защитить вегетативную массу от загрязнения. Стебель содержит меньше токсичных элементов и ограничивает их поступления в генеративные органы, поэтому в семенные всегда меньше тяжелых металлов, чем в корнях или стеблях.

Особенно высокая степень адаптации то токсичных концентраций некоторых микроэлементов имеют более низкие растения - микроорганизмы, мхи, лишайники. Высшие растения менее устойчивы к повышенным концентрациям микроэлементов (табл. 6.3).

Таблица 6.3. Проявления токсичности микроэлементов в сельскохозяйственных культур (обобщенно В. П. Кирилюком, 2006)

элемент	симптом	чувствительная культура
	Задержание роста, темно-зеленые или пурпурные окраска листьев, отмирание их кончиков, искажена корневая система
	Хлороз краев и кончиков листьев, бурые пятнышки на листьях, загнивание точек роста, корневая гниль	Злаки, картофель, огурец, подсолнечник
	Мижжилковий хлороз молодых листьев, белые края и кончики листьев, искаженные кончики корней
	Темно-зеленые листья, угнетение образования побегов, толстые и короткие корни, состояние злаков	Злаковые, бобовые, шпинат
	Некроз краев и концов листьев, хлоротичные и красно бурые пятнышки на листьях	Виноград, фруктовые
	Темно-зеленую окраску листьев, замедленный рост надземных частей растений и корней
	Хлороз и некротическое повреждение старых листьев, буровато-красные или красные некротические пятна, засохшие кончики листьев, чахлые корни	Злаки, бобовые, картофель, капуста
	Жовкнення или покоричневению листьев, угнетение кущения и роста корней
	Мижжилковий хлороз молодых листьев, серо-зеленые листья. Бурые чахлые корни, карликовость
	Темно-зеленые листья. Скручивания старых листьев, бурые короткие корни
	Мижжилковий хлороз или черные пятна, жовкнення молодых листьев, розовые пятна на корнях
	Хлороз и некроз листьев, мижжилковий хлороз молодых листьев, задержание роста растений, повреждение корней, состояние злаков	Злаки, шпинат

Биодоступность микроэлементов, поступающих из воздуха сквозь листья (фолиарне поглощения), также может значительно влиять на загрязнение продукции растениеводства. Это имеет и практическое значение при проведении внекорневых подкормок, особенно такими элементами, как железо, марганец, цинк и медь. Микроэлементы, поглощенные листьями, могут переноситься в другие ограни, включая корни, где избыточное количество этих элементов может откладываться. Скорость перемещения микроэлементов во многом зависит от органа растения, его возраста и природы микроэлемента. Часть микроэлементов, захваченных листьями, может вымываться дождевой или поливной водой.

Впервые биологическую роль микроэлементов в жизни растений начал исследовать В. И. Вернадский. Большой вклад в решение теоретических и практических вопросов учения о микроэлементах сделали Е. В. Бобко, Я. В. Пейве, М. В. Каталымова, А. К. Кедров-Зихман, А. П. Винноградов, В. А. Ковда, Г. В. Добровольский,

А. 1. Перельман, М. Я. Школьник и др. Основоположником учения о микроэлементах и микроудобрения в Украине был П. А. Власюк, который рассматривал их как необходимые для жизни растений факторы окружающей среды. Он доказал специфику и многофункциональную роль отдельных микроэлементов, создал новые формы удобрений, разработал методы и способы их применения для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур.

Выразительная признак недостатка микроэлементов в растениях - нарушение их нормального роста. Прежде всего это касается В, Mn, Cu, Zn, Мо и др.

Основным источником микроэлементов для растений является почва. их доступность определяют по наличию подвижных форм, меди, цинка, молибдена и кобальта составляют 5-15% валового содержания, для бора - 10-30% (табл. 6.4).

Таблица 6.4. Группировка почв по содержанию подвижных соединений микроэлементов, мг / кг (И. П. Яцук, С.А. Балюк, 2013)

группа	Цвет на картограмме	степень обеспеченности	микроэлемент
	оранжевый
		повышенный
		очень высокий

Примечание. Экстракционный раствор: ацетатно-аммонийный с pH 4,8 (* 1); оксалатно-буферный с pH 3,3 (* 2) вода (* 3).

Группировка почв по способности обеспечивать растения одними и теми же микроэлементами, которые переходят в ацетатно-аммонийную и другие вытяжки, не совпадают. Это связано с разным количеством микроэлементов, которые вытесняются из почвы этими экстрагентами. Так, содержание подвижных соединений марганца в почвах, вытесненных ацетатно-аммонийным буферным раствором с pH 4,8, в среднем в 3-4 раза меньше, чем в вытяжке 0,1 н H2SO4; содержание цинка, наоборот, в ацетатно-аммонийной вытяжке в 2-4 раза больше, чем в 1 н растворе КС1; медь и кобальт буферным раствором экстрагируется мало, в среднем в 6-8 раз меньше, чем 1 н НС1 и 1 н HNO3.

Необходимо быть очень осторожным при оценке обеспеченности почв подвижными формами микроэлементов и разработки на их основе практических рекомендаций, так как их содержание значительно меняется в зависимости от времени взятия пробы. Эти колебания могут быть настолько значительными, что в разные сроки вегетационного периода один и тот же грунт может оказаться хорошо и слабо обеспеченным подвижными формами микроэлементов.

По сравнению с макроэлементами содержимое микроэлементов в почвах невысок. Поэтому все почвы способны полностью удовлетворить потребности растений в микроэлементах. Основной причиной дефицита микроэлементов в первую очередь является их слабая доступность для растений. Большинство почв Полесья хорошо обеспечены марганца и удовлетворительно медью, но они мало содержат бора, молибдена, цинка. Почвы Лесостепи богатые марганец, достаточно обеспечены медью, удовлетворительно молибденом, слабо - бором и цинком.

Закономерности распределения микроэлементов в почвах Украины обусловлены широкими природными свойствами самих элементов, минералого-геохимическими особенностями грунтотворних пород, физико-химическими характеристиками почв, ландшафтными и техногенными условиями. В грунтотворних глинистых породах с высоким содержанием коллоидных фракций и преобразованием минералов монтморилонитового типа содержится максимальное количество элементов, меньше всего их в флювиогляциальных, песчаных и супесчаных отложениях. Бедные на химические элементы зональные почвы Полесья, а максимальный содержимое валовых и подвижных форм характерен для почв степной зоны.

На основе информации о содержании и распределение микроэлементов в почвах Украины можно проводить биохимическое районирования той или иной территории, определить эффективность применения микроудобрений, подкармливать животных, а также прогнозировать природно-очаговые и, возможно, эндемичные заболевания животных и человека.

Всего в большинстве почв Украины обычно не фиксируется ни недостатка, ни избытка микроэлементов. Это объясняется спецификой грунтотворних пород, которую унаследовали и почвы. При относительной благополучия, свойственной черноземам, сельскохозяйственные культуры положительно реагируют на дополнительное внесение бора, марганца, меди, молибдена и цинка. Можно считать, что речь идет о стимулирующее действие, а не о недостатке микроэлементов.