Роль микроэлементов в жизни растений
Елена Голец 16743
Растению для нормального развития необходимы минеральные элементы, как макроэлементы, так и микроэлементы.
Очень важная роль микроэлементов в жизни растений. Не смотря на то, что они необходимы растению в очень малых количествах, но они влияют на:
- физико-химическое состояние коллоидов протоплазмы,
- на обмен углеводов и белков, (подробнее: Состав растительных клеток),
- способствуют синтезу хлорофилла,
- входят в состав некоторых ферментов растений и активизируют их.
Действие микроэлементов на развитие растений
Микроэлементы могут образовывать в растениях органоминеральные комплексы, имеющие большое значение в жизни растений.
Железо
Еще Вильгельм Кноп (1817-1891), немецкий агрохимик, отмечал, что в отсутствие железа получаются хлоротические, лишенные зеленой окраски растения. Вначале думали, что железо входит в состав хлорофилла, но исследованиями Р. Вильштеттера (1872-1942), немецкого химика-органика, было установлено, что в состав хлорофилла входит не железо, а магний.
Тем не менее железо абсолютно необходимо для образования хлорофилла, так как синтез его катализируется ферментами, содержащими железо. Роль железа не ограничивается его участием в образовании хлорофилла - оно необходимо также и бесхлорофильным организмам.
Позднейшие исследования показали, что железо входит в состав окислительно-восстановительных ферментов и играет очень большую роль в процессах дыхания растений и процессе фотосинтеза в листьях растений. Без железа отмирает точка роста стебля, опадают бутоны, уменьшаются междоузлия, разрушаются хлоропласты и отмирают живые клетки. Обычно в почву железо не вносят: его в ней достаточно в усвояемой форме.
На сильно известковых почвах со щелочной реакцией может не быть доступного для растения железа. В этом случае растения заболевают хлорозом: сначала бледнеют самые молодые листья, затем полностью теряют окраску, постепенно болезнь распространяется и на нижележащие листья, причем самые нижние сохраняют зеленую окраску. Потеря зеленой окраски начинается у основания листа, т. е. в растущей зоне, и постепенно распространяется к его верхушке.
Если в начальной стадии развития хлороза дать растению железо в доступной форме, то зеленая окраска восстанавливается также начиная с основания листа, а по растению - с молодых листьев к старым.
При прогрессирующем хлорозе, на листьях появляются пятна, а затем побуревшие участки, указывающие на полное отмирание клеток. Железо не передвигается из нижних зеленых листьев в верхние. Явление хлороза можно наблюдать у виноградной лозы, цитрусовых, хмеля и других растений.
Это заболевание растений приносит ущерб урожаю. Для внесения железа в почву рекомендуется применение хелатов железа- комплексных соединений органических анионов и ряда металлов, поскольку соли железа, внесенные в почву со щелочной реакцией в результате взаимодействия с другими элементами становятся недоступными растению.
Хелаты железа обладают высокой устойчивостью, легко поступают в растения через корни и даже листья и полностью обеспечивают потребность растений в железе, так как органическая часть молекулы хелата распадается, а железо используется растением.
Бор
Из всех микроэлементов наиболее полно изучен бор. Многие растения (лен, гречиха, табак, свекла и др.) вообще не могут расти без бора, но бор необходим и всем другим растениям: его отсутствие вызывает ряд нарушений в росте и развитии растений, потерю иммунитета к вредителям и болезням. Двудольные растения выносят из почвы до 350 г. бора, однодольные - 8-20 г. с 1 га.
У многих злаковых растений в отсутствие бора получается стерильный колос. Без бора у растений нарушается нормальная жизнедеятельность меристематических тканей, недоразвивается проводящая система растений, отмирают точки роста стебля и задерживается рост корней. У бобовых растений резко уменьшается количество клубеньков.
Бор влияет на проницаемость протоплазмы, перемещение углеводов и в связи с этим на цветение растений, ускоряя его наступление. При недостатке бора уменьшается интенсивность цветения и завязывания плодов, задерживается рост репродуктивных органов, а при сильном борном голодании они отмирают.
Бор не подвергается реутилизации, поэтому борные удобрения рекомендуется вносить в почву в различные моменты вегетации растений. При недостатке бора многие растения заболевают. Так, у сахарной свеклы отмирают точки роста и разрушаются ткани листьев и корнеплода (сухая гниль сердечка), у брюквы и турнепса буреет и ссыхается сердцевина.
Бактериоз льна также вызывается отсутствием или недостатком бора.
Марганец
Содержание марганца в растениях резко колеблется: в зерне яровой пшеницы количество марганца составляет 6,0 мг на 1 кг, в семенах подсолнечника- 18 мг, в листьях сахарной свеклы - 180 мг на 1 кг сухого веса. Марганец активирует некоторые ферменты.
Отсутствие марганца вызывает угнетение фотосинтеза, уменьшается содержание хлорофилла в клетках растений. При недостатке марганца у злаков развивается серая пятнистость, появляется поперечная линия с ослабленным тургором, поэтому пластинка листа перегибается и свешивается вниз.
У гороха появляется болотная пятнистость - на семенах образуются коричневые или черные пятна, у свеклы - пятнистая желтуха, приводящая к закручиванию листьев. У многих плодовых деревьев при недостатке марганца обнаруживается хлороз.
Цинк
Недостаток цинка у растений вызывает различные заболевания, что особенно резко проявляется у плодовых, цитрусовых и тунговых деревьев.
Отсутствие цинка приводит к ослаблению роста, мелколистности укорочению междоузлий, вызывая тем самым розеточность растений. При этом появляется хлоротическая пятнистость и бронзовая окраска листьев.
Цинк способствует синтезу ростовых веществ и участвует в построении ряда ферментных систем, входит в фермент карбоангидразу, который ускоряет распад Н2СО3 до воды и углекислого газа.
Медь
Медь необходима всем растениям. Она участвует в окислительных системах: входит в состав многих окислительных ферментов, где прочно связана с белком. Содержится медь в хлоропластах растений; в золе хлоропластов сахарной свеклы ее количество достигает 64% от общего содержания меди в золе листа.
Такое распределение меди указывает на большую роль ее в активности ферментов хлоропластов. Медь придает устойчивость хлорофиллу против разрушения и положительно влияет на водоудерживающую способность тканей.
При достаточном снабжении растений медью повышается их морозоустойчивость. При недостатке меди на торфянистых почвах наиболее страдают злаки (овес, ячмень и пшеница) и свекла. При этом подсыхают и скручиваются кончики листьев и часто не образуются зерна. У плодовых иногда отмирает верхушка дерева (суховершинность).
Применение медных удобрений на торфяных почвах дает возможность выращивать нормальные растения.
Молибден
Содержание молибдена в растениях меньше, чем других микроэлементов; оно составляет доли миллиграммов на 1 кг сухого веса.
Молибден необходим для фиксации атмосферного азота азотфиксирующим бактериям (как свободно живущим, так и симбиотическим), поэтому наличие его в почве на посевах бобовых очень важно.
Кроме того, молибден принимает участие в восстановлении нитратов, так как входит в состав фермента нитратредуктазы.
Другие элементы
Растениям также необходимы кобальт, мышьяк, йод, никель, фтор, алюминий и др.
Роль микроэлементов в жизни растений очень многообразна, так как они принимают участие почти во всех процессах жизнедеятельности растений, несмотря на то, что нужны им в очень малых количествах.
