Микроэлементами называют химические элементы, необходимые для нормальной жизнедеятельности живых организмов (растений, животных и людей) и используемые ими в микроколичествах по сравнению с другими элементами минерального питания. Несмотря на это, их биологическая роль чрезвычайно велика, ведь они используются в построении ферментных систем организмов. Их нехватка в почве не приводит к гибели растений, но может быть причиной снижения скорости и полноты протекания биохимических процессов, поражения растений болезнями, что в значительной мере сказывается на величине и качестве урожая.
По данным Ротамстедской опытной станции, микроэлементный состав урожая считается нормальным с точки зрения его пищевой и кормовой ценности, если он содержит: железа и марганца по 25, бора и цинка по 10, меди 5, молибдена 0,5, йода – 0,2, кобальта – 0,1 мг в килограмме сухого вещества. В условиях интенсификации земледелия, когда за счёт существенного роста урожайности выращиваемых культур увеличивается вынос микроэлементов, и в случаях фактического прекращения внесения органических удобрений, "сырых" калийных удобрений – значение использования микроэлементов возрастает
О значении микроэлементов в минеральном питании
В настоящее время достоверно установлены роль в минеральном питании, методы определения содержания в почве и растениях, градации обеспеченности, разработаны удобрения и способы их внесения по следующим элементам: бор, железо, марганец, медь, молибден, цинк, кобальт.
Что касается других элементов, которые встречаются в каталогах фирм-продавцов микроудобрений, вопрос неоднозначный. Как можно предлагать вносить элементы, роль которых не установлена, а ни одна лаборатория в Украине не может определить их содержание ни в одном из объектов окружающей среды?
Значение отдельных химических элементов (микроэлементов) в минеральном питании, признаки острого дефицита
Большинство микроэлементов являются составными частями ферментов, выступающих в роли биологических катализаторов в биохимических реакциях в растении. Однако их роль в растении значительно шире. Микроэлементы влияют на формирование биоколлоидов и на направленность биохимических процессов. В частности, марганец регулирует соотношение двух- и трёхвалентного железа в клетке. Соотношение железо-марганец должно быть больше двух. Медь защищает хлорофилл от разрушения и способствует лучшему усвоению азота и фосфора. Бор и марганец усиливают процесс фотосинтеза после возобновления вегетации озимых культур.
Потребность в микроэлементах по культурам
- Бор - рапс, сахарная и столовая свёкла, цветная, брюссельская и белокочанная капуста, кольраби, сельдерей, яблоня, вишня, слива, зерновые культуры;
- Медь – зерновые культуры, капуста салатная, сахарная и столовая свёкла, морковь, шпинат, лук на зелень;
- Марганец (Манган) — зерновые, бобы, горох, соя, огурцы, салат, редиска, редька, шпинат и столовая свёкла;
- Молибден — соя, бобовые культуры, зерновые культуры, сахарная свёкла, салат кочанный, шпинат, цветная капуста;
- Цинк - кукуруза, бобы, овощные, яблоня, груша, картофель, виноград.
Признаки нехватки бора
Бор необходим для развития меристемы, а потому потребность в нём существует в течение всего периода вегетации. Важная роль бора в делении клеток, синтезе белков, он является необходимым компонентом клеточных оболочек. Под влиянием бора в растениях улучшается синтез, перемещение, накопление углеводов. При нехватке бора сахара накапливаются в листьях и слабо перемещаются в товарную часть урожая. Характерными признаками нехватки бора являются: отмирание точек роста, образование пустот в корнях, нарушение сосудистых тканей растений, нарушения в формировании репродуктивных органов. Исследованиями установлено, что однодольные растения (все зерновые) менее чувствительны к нехватке бора, чем двудольные, а наивысшее содержание бора в растении – в цветках.
Бор способствует лучшему усвоению кальция в процессах обмена веществ в растениях. Часто именно нехватка бора тормозит поступление кальция в растения, хотя его содержание в почве вполне достаточно. Установлено также, что на почвах с более высоким содержанием калия накопление бора в растениях возрастает. Нехватка бора приводит не только к снижению урожая, но и к снижению качества. Внешние признаки дефицита: остановка роста, хлороз верхушки, а затем полное отмирание точки роста, опадание цветков, пустоцвет, опадание завязи. Бор – элемент, слабо перераспределяющийся между старыми и молодыми листьями, а потому желательно поддерживать оптимальное содержание бора в растениях в течение вегетации путём внекорневых подкормок. Наиболее чувствительные культуры: сахарная свёкла, рапс, подсолнечник, овощные, плодовые, виноград. Менее чувствительные: кукуруза, зернобобовые.
Признаки нехватки железа
Железо. Среди микроэлементов железу принадлежит особая роль. Его содержание в растениях достигает сотых долей процента, за ним следует марганец, концентрация цинка составляет тысячные доли, а меди не превышает десятитысячных долей процента. Железо принимает активное участие в окислительно-восстановительных процессах в растении, происходящих при дыхании и фотосинтезе. Железо принимает непосредственное участие в биосинтезе хлорофилла, а потому одним из признаков нехватки железа является проявление хлороза (посветление молодых листьев). При остром дефиците железа растения могут погибнуть.
Наиболее чувствительны к нехватке железа виноград, плодовые.
Признаки нехватки марганца
Марганец активирует многочисленные ферменты, особенно те, которые принимают участие в фотосинтезе, синтезе углеводов и протеинов. Физиологическая роль марганца в растениях связана с его участием в окислительно-восстановительных реакциях, в фотосинтезе, дыхании, углеводном и белковом обмене.
Признаки дефицита марганца у растений чаще всего наблюдаются на карбонатных, переизвесткованных, а также на торфяных и других почвах с рН выше 6,5.
Нехватка марганца похожа на нехватку железа, но кроме хлороза на нижней части листа появляются серые, серо-зелёные или бурые пятна. Признаки марганцевого голодания у двудольных такие же, как и при нехватке железа, только зелёные жилки не так резко выделяются на пожелтевших листьях, появляются бурые некротические пятна. Листья отмирают быстрее, чем при нехватке железа. Нехватка марганца обостряется при низких температурах и высокой влажности. Наиболее чувствительные культуры: сахарная, кормовая, столовая свёкла, овёс, картофель, яблоня, черешня.
Признаки нехватки меди
Медь входит в состав многих ферментов, связанных с окислительно-восстановительными процессами в растении.
По уровню чувствительности к нехватке меди растения расположены в ряд: пшеница, ячмень, овёс, лён, кукуруза, морковь, свёкла, лук, шпинат, люцерна, капуста. Средне чувствительны: картофель, томат, клевер красный, фасоль, соя. Нехватка меди часто совпадает с нехваткой цинка, а на песчаных почвах – также с нехваткой магния. Медь играет большую роль в процессах фотосинтеза.
Медь играет важную роль в процессах усвоения растениями азота, особенно аммонийного. Нехватка меди задерживает синтез пептидов, аминокислот, белков. Медь проявляет фунгицидные свойства, а потому повышает устойчивость растений против грибных и бактериальных болезней, снижает поражаемость зерновых культур головнёй, повышает устойчивость растений к бурой пятнистости.
Признаки нехватки меди чаще всего проявляются на торфяных и кислых дерново-подзолистых почвах лёгкого гранулометрического состава. Симптомы заболевания растений, связанные с нехваткой меди, проявляются в побелении и подсыхании кончиков листовых пластинок. При сильном дефиците меди растения начинают усиленно куститься, но не выколашиваются. На плодовых культурах нехватка меди проявляется в виде засыхания верхушек ветвей (суховершинность), на листовых пластинках косточковых проявляется межжилковый хлороз.
Признаки нехватки молибдена
Молибден в растении входит в комплекс ферментов, связанных с усвоением растением азота и его превращениями. Установлена необходимость молибдена для роста растений. При нехватке молибдена в тканях растений накапливаются нитраты вследствие торможения превращения этой формы азота в соединения белковой природы. Молибден принимает участие в углеводном обмене в растении, а также в усвоении фосфора и его участии в синтезе витаминов и хлорофилла, влияет на интенсивность протекания окислительно-восстановительных реакций. Молибден входит в состав ферментов нитрит- и нитратредуктазы, отвечающих за трансформацию азота в растении, поэтому молибден очень важен для бобовых культур, способных с помощью клубеньковых бактерий фиксировать азот из атмосферного воздуха. Нехватка молибдена приводит к глубоким нарушениям в обмене веществ в растениях. Наиболее чувствительными к нехватке молибдена являются: зернобобовые культуры, бобовые травы и плодовые. Потребность растений в подкормке молибденом возникает, как правило, на кислых почвах, где он менее доступен.
Визуально дефицит молибдена проявляется в виде светло-зелёного или даже жёлто-зелёного цвета листьев, при этом сами листья становятся уже, а их края закручиваются внутрь и отмирают. Черешки листьев имеют красно-бурый цвет.
Признаки нехватки цинка
По чувствительности к условиям обеспечения цинком сельскохозяйственные культуры делят на три группы.
- Очень чувствительные: кукуруза, лён, хмель, виноград, плодовые;
- Среднечувствительные: соя, фасоль, кормовые бобы, горох, сахарная свёкла, подсолнечник, овощи, ягодные культуры;
- Малочувствительные: овёс, пшеница, ячмень, рожь.
Физиологическая роль цинка в растениях очень важна и разнопланова. Он входит в состав многих ферментов, отвечающих за жизнедеятельность и здоровье растений (карбоангидразы, триозофосфатдегидрогеназы, пероксидазы, оксидазы, полифенолоксидазы). Цинк повышает устойчивость растений к засухе, жаре, холоду. При нехватке цинка в различных частях растений идёт накопление фенольных соединений, которые негативно влияют на растение, снижают устойчивость к заболеваемости растений. Значение цинка для питания растений заключается в его участии в белковом и углеводном обмене в растениях, в частности в накоплении в урожае белков, сахаров, крахмала.
Дефицит цинка для растений чаще всего проявляется на песчаных, карбонатных и торфяных почвах, а также при очень высоком содержании фосфора в почве. Его нехватка сильнее всего отражается на образовании семян и слабее – на формировании вегетативных органов растений.
При дефиците цинка у растений появляются хлоротичные пятна на листьях, которые со временем становятся бледно-зелёными, а затем белеют. У плодовых культур проявляется «розеточность». При цинковом голодании на плодовых культурах закладывается меньше цветковых почек, урожайность резко снижается. Из полевых культур нехватка цинка чаще всего проявляется на ранних фазах роста кукурузы в виде побеления верхушки листа или даже всего растения. У бобовых культур проявляется в виде хлороза на листьях.
Признаки нехватки кобальта
Кобальт необходим для усиления азотфиксирующей деятельности клубеньковых бактерий. Он входит в состав витамина В12, который содержится в клубеньках на корнях бобовых и оказывает положительное влияние на активность фермента гидрогеназы, а также усиливает активность нитратредуктазы. Кобальт влияет на накопление сахаров и жиров. Кобальт влияет на синтез хлорофилла и стимулирует протекание процессов в цикле Кребса.