Роль микроэлементов в жизни растений

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.