Макро- и микроэлементы в жизни растений: роль и значение. Макро растения

роль и влияние макро- и микроэлементов на рост растений

Некоторые макро- и микроэлементы для питания растения получают из почвы, а другие в ходе агротехнических мероприятий обязательно нужно вносить в качестве подкормок.

Основные макроэлементы для питания растений

Итак, какова же роль макро- и микроэлементов в жизни растений, и каково их влияние на рост культур?

Растениям, как и всем живым существам, необходимо питание. Биологи выделяют десять основных питательных элементов, необходимых для нормального роста и развития растений, так называемых макроэлементов, кислород, водород, углерод, азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо. Но растениям нужны и микроэлементы, правда, в микродозах. К ним относятся бор, натрий, кремний, цинк, марганец, медь и некоторые другие.

Большую часть питательных веществ растения черпают из почвы. Однако они, в отличие от животных, могут добывать себе «пищу» и прямо из воздуха. Это касается, прежде всего, углерода и кислорода. Затем идет азот, являющийся основным компонентом воздуха, которым мы дышим. Так почему же растениям этим не воспользоваться?

Кислород, углерод и водород — основные строительные материалы, из которых состоят ткани растений. Как уже было сказано, кислород и углерод растения берут из воздуха, а водород получают, разлагая воду при фотосинтезе. Так что садоводам не стоит беспокоиться, как обеспечить своих питомцев этими элементами. Трудности могут возникнуть только у владельцев участков, расположенных рядом с пыльными дорогами, потому что слой пыли затрудняет поступление питательных веществ из воздуха.

Азот — один из важнейших макроэлементов в питании растений, потребность в нем чрезвычайно велика. Поэтому все руководства по агротехнике призывают восполнять истощающиеся запасы почвы. Однако нужно сказать, что чрезмерное рвение в подкормке своих питомцев скорее вредит им, чем идет во благо. Во-первых, у перекормленных растений удлиняется период вегетации, луковицы не успевают вызреть, что плохо сказывается на дальнейшей перезимовке. Во-вторых, замечено, что растения, получающие избыток удобрений, в особенности азота, в последующие годы чаще заболевают, подобно тому как изнеженный ребенок подхватывает всяческие простуды. Так что, подумайте, прежде чем закупать селитру и прочие азотные удобрения в больших количествах.

Фосфор, в противоположность азоту, сокращает вегетационный период. Причем, количество азота и фосфора в питании растения должно быть уравновешено, иначе при недостатке фосфора резко усилится действие азота, словно бы он содержится в избытке. Роль этого макроэлемента в жизни растений столь существенна, что при дефиците фосфора у образуется меньше цветков, а их окраска становится тусклой и малопривлекательной.

Калий способствует хорошему общему состоянию растений, усиливает их устойчивость к низким температурам. Особенно много калия требуется молодым растениям. Проявления дефицита этого элемента не столь заметны, как недостаток других макроэлементов. Растения, испытывающие недостаток калия, плохо переносят засуху и нередко гибнут из-за неблагоприятных погодных условий.

Кальций растения используют как строительный материал. При недостатке кальция страдают корни: медленно растут, образуют мало боковых корешков и корневых волосков. Стебли бывают искривленными, нередко полегают. На кислых почвах, обычно замокающих и маловоздушных, растения испытывают, как правило, недостаток этого элемента. Улучшить такие почвы можно путем известкования, а также осушения и рыхления. При избытке кальция растения плохо усваивают фосфор, железо, магний и другие элементы. В этом случае в почву рекомендуется добавлять торф. Внешним проявлением как недостатка, так и избытка кальция является хлороз (бледность листьев).

Магний нужен для образования в листьях хлорофилла, без которого невозможны процессы фотосинтеза. Потребность растений в магнии невелика, в большинстве случаев вполне достаточно его естественного содержания в почве. Нехватка этого элемента обычно наблюдается при избытке кальция, который ограничивает усвоение магния растением. Внешне это проявляется типичным хлорозом: листья бледнеют и даже желтеют. Магний, кроме того, важен для цветения и созревания семян. Если снизить количество кальция в почве, то обычно нормализуется и усвоение растениями магния.

Железо является незаменимым элементом для фотосинтеза (так как участвует в образовании хлорофилла) и протекания других жизненно важных процессов. Обычно вполне достаточно естественного содержания этого элемента в почве. Иногда растения испытывают дефицит железа из-за избыточного содержания кальция в почве. При этом листья становятся бледными.

Влияние микроэлементов на рост растений

Микроэлементы для растений не менее важны, чем макроэлементы.

Особое место занимает бор. При нехватке бора луковицы цветочных растений мельчают. Значение этого микроэлемента в жизни растений настолько высоко, что у декоративных кустарников его недостаток проявляется засыханием верхушек побегов, слабым цветением, появлением некрупных кожистых скрученных листьев.

Алюминий участвует в формировании цветков и влияет на их окраску.

Для роста растений необходим микроэлемент цинк, при его недостатке замедляется развитие культур, и растения получаются приземистыми. Особенно велика роль этого микроэлемента для таких растений, как гладиолусы.

Медь имеет для растений такое же значение, как и железо. При ее недостатке на листьях появляются белые пятна.

Молибден способствует росту корней и нормальному развитию всего растения. Этот микроэлемент в жизни растений не имеет определяющего значения и нужен в самых минимальных количествах. Его недостаток в почве у большинства растений практически никак не проявляется. Исключением являются тюльпаны.

Роль микроэлементов в жизни растений велика, но нужно их совсем немного. Бывает вполне достаточно их естественного содержания в почве. Обычно приходится вносить лишь медь, бор, молибден, цинк, и то лишь в тех садах, где в результате интенсивного выращивания культур расход питательных веществ повышен. При введении микроэлемента медь для питания растений используется медный купорос, который к тому же служит для профилактики грибных заболеваний. Дефицит марганца устраняют при помощи растворов марганцовки различной концентрации, которые, кроме того, помогают от болезней и вредителей. Поливы чередуют с опрыскиваниями. Концентрация микроэлементов должна быть невысокой — не более 1—2 г на 10 л воды. В состав современных комплексных удобрений, как правило, входят микроэлементы (смотрите внимательно на этикетки).

В течение последних двадцати-тридцати лет происходит постепенное изменение традиционных взглядов на подготовку почвы к посадке растений, в том числе на внесение удобрений. Упор делается на упрощение обработки почвы. В старые, довольно сложные рецептуры садовой земли вначале вносились лишь небольшие коррективы, вызванные недостатком тех или иных составных частей. При этом обнаружилось, что роль отдельных микроэлементов в питании растений могут брать на себя другие вещества, а некоторые можно и вовсе и вовсе исключать. При этом растения будут по-прежнему хорошо развиваться. Да и регулярное внесение минеральных удобрений не стало казаться столь уж бесспорной необходимостью.

Растения нуждаются в питании, а почвы со временем истощаются. Но не нужно сразу бросаться в магазин за пакетами с модными названиями. Значение микроэлементов для растений очень велико, но их количество не должно быть чрезмерным. Нехватка или избыток какого-то одного элемента сразу же сказывается на усвоении других. Это значит, что внесение искусственных удобрений далеко не всегда является полезным, ведь лишь в редких случаях можно достичь сбалансированного сочетания отдельных компонентов. Тем же, кто не может отказаться от удобрений, советуем для подкормок пользоваться комплексными удобрениями, содержащими микроэлементы.

Влияние микроэлементов на растения бесспорно, ведь без них удобрения действуют гораздо хуже или вообще не действуют.

Вносить же удобрения лучше в растворе. Для этого указанное в инструкции количество (обычно 20 г) нужно растворить в 10 л воды и внести на 1 м2 площади. Затем рекомендуется еще раз полить водой для того, чтобы питательный раствор проник глубже. Минеральные удобрения помогут получить большие урожаи здоровых крупных луковиц тюльпанов, гиацинтов и других весенних цветов. Да и сами растения будут отличаться декоративностью.

Неплохо зарекомендовал себя способ «мягкого» удобрения. Со школьных лет мы знаем о круговороте воды в природе, а ведь с питательными веществами происходит примерно то же самое. Вся зеленая масса, образованная за лето, осенью возвращается в землю. Продукты жизнедеятельности организмов, населяющих почву, в конечном итоге служат пищей растениям. Кроме того, умирая, подземные обитатели возвращают в почву все, что взяли за свою жизнь. И так до бесконечности.

Макроэлементы для растений

Растениям для нормального роста и развития  необходимы минеральные элементы, которые они берут из почвы. В незначительном количестве растения потребляют  микроэлементы, а в большем — макроэлементы.  Макроэлементы для растений особенно важны.

Кроме азота и фосфора макроэлементами, необходимыми для роста растений являются:

Сера

Сера усваивается растениями в виде аниона SO4 из солей серной кислоты. В растениях сера восстанавливается. Восстановление идет в основном в листьях, частично — в кор­нях. Для восстановления серы необходимо наличие углеводов. В состав органических веществ сера входит в виде сульфгидрильной SH или дисульфидной группы — S — S —.

Сере, входящей в состав некоторых органических соедине­ний (цистеин и глютатион), принадлежит большая роль в окис­лительно-восстановительных процессах. Сера входит в состав всех белков и кофермента А, участвующего в процессах пре­вращения веществ.

Содержится сера и в витамине В1 чесноч­ных и горчичных маслах. Общее содержание серы в растениях составляет доли процента от сухого вещества. Больше всего ее в семенах и листьях, меньше — в стеблях и корнях. При недостатке серы в растении желтеют жилки листа, мя­коть же его остается зеленой. На листьях появляются красные пятна отмирающих тканей. Повреждение растения начинается сверху.

На рисунке представлен круговорот серы в природе, проте­кающий следующим образом. Растение усваивает серу из солей серной кислоты. В теле сера восстанавливается. После отмира­ния растений и животных происходит минерализация белков и других органических соединений, содержащих серу, с освобож­дением ее в виде сероводорода.

Последний окисляется серобак­териями до серной кислоты, которая с катионами почвы дает соли, усваиваемые растениями. В природе иногда образуется сероводород не только при разложении органических веществ, содержащих серу, но и при восстановлении сернокислых солей десульфофицирующими бактериями.

Хлор и кремний

В золе растений, (подробнее: Химический состав растений), иногда в очень больших количествах, встречаются хлор и кремний. Согласно исследованиям, ничтожные количества хлора необходимы всем растениям. Хлор входит в состав фермента карбоксилазы. Ион хлора влияет на поступление других анионов, в частности иона РО4. Соли, содержащие хлор, являются физиологически кислы­ми и поэтому могут способствовать мобилизации фосфорной кислоты из фосфоритов, а также участвовать в создании осмо­тического потенциала клеточного сока, (подробнее: Явление осмоса).

Кремний относят к числу микроэлементов, несмотря на то, что в растениях он иногда содержится в огромных количествах. Он обычно накапливается в оболочках клеток надземных ча­стей растения, которые от этого становятся более твердыми (осоки, злаки и хвощи). Возможно, это задерживает проникно­вение паразитных грибков в клетки этих растений. Диатомовые водоросли (кремнеземки) имеют кремневый панцырь, для об­разования которого необходимо много кремния.

Калий

Калий содержится в растениях в значительных коли­чествах, большая его часть сосредоточена в молодых жизнедея­тельных органах растений, клетки которых богаты протоплаз­мой. Содержание калия в этих тканях может составлять до 50% от веса золы.

Калий оказывает большое влияние на структурное состоя­ние протоплазмы, повышает ее дисперсность и увеличивает гидратацию коллоидов. Большее количество калия содержится в растении в ионной форме, поэтому его почти полностью можно извлечь водой из тканей растения.

Работы, проведенные с ра­диоактивным калием, показали, что в молодых тканях расте­ний около 30% калия находится в связанном состоянии. Калий непрочно связывается с белками протоплазмы, занимая место в боковых цепях белковых молекул.

Калия много в местах образования и накопления углеводов, в листьях, клубнях, кор­невищах и в крахмалистых семенах. Калий принимает участие в процессе фотосинтеза и в превращении углеводов, активируя ферменты, участвующие в превращении углеводов, и способ­ствует их оттоку из листа. Он ускоряет также работу протеолитических ферментов, т. е. катализирует синтез и распад белко­вых   веществ.

Находясь   в   клеточном   соке,   калий влияет на величину осмотического потенциала клетки. При недостатке его понижается устойчивость растения в засухе. Большая роль калия, возможно, объясняется тем, что он обладает слабой радиоактивностью. В солях калия, кроме ка­лия с атомным весом 39, имеется радиоактивный изотоп калия с атомным весом 40.

Известно, что слабое радиоактивное из­лучение усиливает жизненные процессы, тогда как сильное ока­зывает вредное действие. При недостатке калия — калийном голодании — имеющийся в растении калий легко перемещается из нижних листьев в молодые растущие части, т. е. калий спо­собен к повторному использованию. Калий усваивается расте­ниями из солей КСl, КNO3, КН2Р04, К2SO4 и др. При недо­статке калия кончик и края листьев приобретают желтую или желто-красную окраску. Затем засыхают участки листа между жилками.

Процесс отмирания начинается с нижних листьев. При резком недостатке калия в клетках растений начинается распад белка: образуются некротические пятна.

Магний

Магний по своему значению близок к калию: при­нимает участие в превращении веществ. До 50% магния нахо­дится в ионной форме, остальное количество входит в металлорганические соединения. Известно, что магний занимает цент­ральное место в молекуле хлорофилла, (подробнее: Процесс фотосинтеза в листьях растений) где его содержится 10% от всего магния, находящегося в растении.

Магний усиливает восстановительное действие некоторых ферментов. Ему принад­лежит важная роль в активировании ферментов переноса, осу­ществляющих отщепление фосфорной кислоты от аденозинтрифосфорной и перенос ее на молекулы cахаров, аминокислоты и другие соединения.

Однако по своему действию на протоплаз­му магний отличается от калия, так как уменьшает гидратацию коллоидов и увеличивает вязкость протоплазмы. Большая часть магния находится в молодых частях растения.

Магний усваивается растением из солей: МgSO4, МgСl2, Mg(NO3)2и др. Недостаток магния прежде всего проявляется на старых частях растения — нижних листьях, поскольку маг­ний способен к реутилизации.

Кальций

Кальций — один из важнейших элементов для пи­тания растения. При его недостатке наблюдается неправильное деление ядра и отмирание точки роста.

Кальций влияет на плазменные коллоиды, дегидратируя их и увеличивая вязкость протоплазмы. Способность кальция влиять на физико-химиче­ские свойства протоплазмы, ее вязкость и проницаемость — одно из важнейших его свойств.

Кальций является сильным ан­тагонистом одновалентных катионов, в особенности водорода. Кроме того, задерживая поступление в клетку одних катионов, он стимулирует поглощение других. Кальций составляет основу срединных пластинок, склеивающих оболочки соседних клеток. Он нейтрализует образовавшиеся в растениях органические кислоты.

Большая часть поглощенного кальция находится в старых , частях растения в виде кристаллов щавелевокислого кальция. При осеннем опадении листьев этот кальций удаляется из рас­тения, поэтому высокая потребность в кальции свойственна главным образом зеленым растениям. Кальций в растении ма­лоподвижен и не способен ко вторичному использованию.

Кальций благоприятно влияет на структуру почвы, улучшая ее воздушный и водный режимы. При недостатке кальция в почве увеличивается подвижность и физиологическая актив­ность в ней алюминия и магния, в больших количествах отрица­тельно влияющих на растения.

Это вредное действие устра­няется при внесении в почву извести. Ионы кальция влияют на поступление в растения микроэлементов: бора, марганца и молибдена. Кальций нейтрализует вредное действие водорода на кислых почвах, устраняя токсическое действие аммонийных солей.

Из культурных растений наибольшую потребность в кальции проявляют бобовые растения как особенно чувстви­тельные к понижению рН почвы. Растения могут усваивать кальций из солей: Са(NO3)2, СаSO4·2Н2O и СаСl2. При недо­статке кальция происходит ослизнение и отмирание корней рас­тений, выращиваемых в водных культурах.

При дальнейшем голодании отмирают молодые листья и верхушки стеблей. Рост растений прекращается.

Натрий

Натрий в золе растения может встречаться в зна­чительных количествах. Он вызывает гидратацию протоплазмы и участвует вместе с другими солями в создании осмотического потенциала клетки. Галофиты, накапливающие большие коли­чества натрия в клеточном соке, имеют высокий осмотический потенциал и могут поглощать воду из засоленных почв.

Некоторые культурные растения, например свекла, лучше растут при небольшом количестве натрия в почве. Натрий мо­жет вытеснять калий и другие полезные катионы из почвенно-поглощающего комплекса и тем самым делать их доступ­ными для растения. Увеличе­ние же количества натрия в почве является очень вред­ным, так как нарушает баланс катионов в растениях, связан­ный с излишним поступле­нием в растение ионов натрия и вытеснением из него других катионов, не только однова­лентных, но и двухвалентных, таких, как кальций.

Антагонизм ионов

Различ­ное и даже противоположное действие одновалентных и двухвалентных катионов получило название антагонизма катионов. Раствор любой чистой соли, даже с необходимыми растению анионом и катионом, имеет резко токсическое дейст­вие.

Прибавление к раствору другой чистой соли с тем же анионом уменьшает вредное действие чистой соли; токсичность уменьшается еще больше при прибавлении третьей соли с тем же анионом. Это явление и названо антагонизмом катионов. Его можно наблюдать по развитию корней при проращивании зерен пшеницы на растворах чистых солей.

1. — на вполне уравновешенном растворе (NaCl+KCl+CaCl2),
2. — на не вполне уравновешенном растворе (NaCl+CaCl2),
3. — на растворе CaCl2,
4. — на растворе NaCl.

На рисунке видно, что на растворе хлористого натрия и хло­ристого кальция у растений имеются только слабые корешки; там, где натрий уравновешен кальцием, наблюдается значи­тельно лучшее развитие корешков; еще лучшие корешки имеют растения, выращиваемые на растворе с тремя катионами.

Анта­гонистическое действие зависит от валентности вводимого катиона: чем выше валентность иона, тем в меньшей концент­рации проявляется его антагонистическое действие. Раствор, в котором не проявляется токсическое действие катионов, назы­вается уравновешенным.

Уравновешенными растворами являются морская вода, тканевые жидкости, почвенный раствор тех почв, где хорошо произрастают растения, и растворы, ре­комендуемые для водных культур.

libtime.ru

Макро-, мезо-, микроэлементы: источники, взаимодействие, потребности растений

По оценкам разных исследователей, для питания растений необходимо от 68 до 84 элементов периодической системы Д. И. Менделеева. Роль далеко не всех их изучена досконально. Тем не менее, общепризнано, что определенная часть найденных в растениях и почве элементов является совершенно необходимой для нормального роста и развития растений, получения хороших урожаев.

Все элементы, участвующие в минеральном питании растений, принято классифицировать в зависимости от их содержания в растениях и в почве. Обычно их разделяют на макроэлементы и микроэлементы. По этой классификации, элементы, содержание которых в перерасчете на сухое вещество составляет от сотых долей процента до нескольких десятков процентов, являются макроэлементами. Те элементы, содержание не превышает тысячных долей процента, относят к микроэлементам.

В настоящее время эта классификация дополнена. Часть элементов сейчас относят к мезоэлементам, т.е., по сути, они образуют группу, промежуточную между макро- и микроэлементами. Кроме того, иногда выделяют ультрамикроэлементы. Это те элементы, содержание которых в растениях ничтожно мало, а физиологическая роль и влияние практически не изучены.

Если придерживаться уточненной классификации, то к макроэлементам относятся азот, фосфор и калий, к мезоэлементам – сера, кальций, магний, к микроэлементам – бор, молибден, цинк, медь, кобальт, марганец, барий, кремний, хлор, натрий, титан, серебро, ванадий, железо, никель, селен, литий, йод, алюминий.

Приведенная классификация, как и любая другая, достаточно условна, и те или иные элементы в работах разных авторов порой попадают в разные группы. Кроме того, в тканях некоторых видов растений отдельные микроэлементы содержатся в количествах, характерных для макроэлементов. Тем не менее, для практических целей, т.е. организации минерального питания растений в хозяйственных условиях, эта классификация достаточно удобна и позволяет адекватно оценить роль тех или других элементов в получении урожая, правильно подобрать методы восполнения их недостатка в почве.

Макроэлементы и мезоэлементы необходимы растению в достаточно больших количествах, потому что являются «строительным материалом», в первую очередь, для белков. Микроэлементы входят в состав ферментов, витаминов и т.п. Нормальное развитие и функционирование как отдельных клеток, так и всего растительного организма невозможно без оптимального обеспечения элементами всех этих групп.

Отсутствие или недостаток любого из элементов, необходимых для роста и размножения, вызывает вполне определенные симптомы голодания. Однако, поступая в повышенных дозах, как макро, так и микроэлементы становятся токсичными для растений и употребляющих их людей и животных.

Питательные вещества при корневом питании растения получают из почвы. Основным источником поступления микроэлементов в почву являются материнские почвообразующие породы. При этом почвы очень различаются по содержанию микроэлементов. Так, в моренных лессовидных суглинках содержание кобальта, хрома, стронция в 2 – 2,5 раза больше, а никеля, ванадия, титана, бария, бора, марганца – в 3 – 4 раза больше, чем в песках. Торфяно-болотные почвы бедны микроэлементами. При этом, содержание микроэлементов в почве увеличивается по мере накопления в ней органических веществ. То есть, при внесении навоза, компоста и других органических удобрений, почва обогащается не только макро-, но и микроэлементами.

Растворимость микроэлементов в почвах имеет большое значение для их биологической доступности и способности к перемещению. Тяжелые почвы (как щелочные, так и нейтральные) хорошо удерживают микроэлементы и поэтому медленно поставляют их растениям, что может приводить к нехватке некоторых элементов. Легкие почвы, наоборот, могут быть источником легкодоступных микроэлементов, но при этом их запас быстрее истощается. Поэтому при оценке обеспеченности почв микроэлементами важно учитывать не только их валовое содержание, но и наличие подвижных форм. Причем, разница между этими двумя значениями может быть весьма существенной. Например, бор в подвижной форме составляет лишь 2 – 4% от валового содержания этого микроэлемента, медь, молибден, кобальт, цинк – 10 – 15%.

Обеспеченность почвы микроэлементами меняется в течение вегетационного периода, а также зависит от интенсивности осадков, испарения влаги из почвы и т.д. В зависимости от этих факторов, концентрации микроэлементов в почвенных растворах могут изменяться более чем в 10 раз. Это необходимо учитывать при проведении анализов почвы. При этом концентрации макроэлементов, хотя также зависят от упомянутых факторов, изменяются в меньшей степени.

Перенос растворенных элементов в почве может происходить двумя путями: через почвенный раствор (диффузия) и вместе с движущимся почвенным раствором (вымывание). В зависимости от климата, этот процесс имеет свои особенности. Так, в прохладном влажном климате вымывание микроэлементов вниз по профилю почвы проявляется сильнее, чем их накопление. А в теплом сухом климате более характерно восходящее движение микроэлементов.

Состояние и доступность микроэлементов в почве зависит от ее кислотности. Так, цинк, марганец, медь, железо, кобальт, бор легко выщелачиваются в кислых почвах. Но если pH почвы поднимается выше 7, эти элементы образуют довольно устойчивые соединения. Молибден и селен, наоборот, мобилизуются в щелочных почвах, а в кислых становятся практически нерастворимыми.  

Уровень содержания элементов также связан с биологической активностью почв. Низкая концентрация микроэлементов стимулирует увеличение бактерий в почве, а повышенное их содержание оказывает негативное влияние на почвенную микробиоту. Причем, наиболее токсичны микроэлементы для бактерий, фиксирующих свободный азот. В биомассе микроорганизмов микроэлементы могут накапливаться в таких больших концентрациях, что это влияет на уровень их содержания в почве в целом. При этом, связанные микроорганизмами микроэлементы становятся менее доступными для растений. Также менее доступны для растений элементы, фиксированные на оксидах, тогда как адсорбированные на глинистых минералах – наиболее доступные.

В целом, в почвах более половины общего содержания микроэлементов удерживается органическим веществом. Например, на торфяниках у растений нередко проявляются симптомы дефицита цинка, меди, молибдена, марганца. Причина этого – сильное удержание этих элементов нерастворимыми гуминовыми кислотами.

Степень поглощения растениями микроэлементов и интенсивность их роста в значительной степени зависит от наличия в почве макроэлементов – азота, фосфора и калия. Так, повышение уровня азотного питания увеличивает поступление в растения фосфора, калия,  кальция, магния, меди, марганца и цинка. Но при избытке азота наблюдается обратная закономерность. Избыточные дозы фосфора снижают поступление в растение меди, железа и марганца. В присутствии фосфатов уменьшается поглощение растениями цинка. Калий может снижать поступление кальция и магния.

Микроэлементы, в свою очередь, влияют на поступление в растения макроэлементов. Так, поступление азота в растения снижается при дефиците железа, марганца и цинка. Положительно влияют на поглощение азота молибден и кобальт. Поглощение растениями фосфора увеличивается при наличии меди, цинка, кальция и молибдена, но уменьшается под влиянием магния и железа. Поступление в растения калия снижается под влиянием меди, марганца, никеля, цинка, молибдена, железа и бора, а возрастает при наличии хлора.

Описанные явления антагонизма и синергизма ионов очень сильно зависят от других факторов – температуры, вида растений, реакции среды, концентрации питательных веществ. 

Интенсивность поглощения питательных веществ растениями также сильно зависит от температуры окружающей среды. Оптимальной для этого является температура + 25 — + 30 °С. Если температура поднимается выше + 35 °С либо падает ниже + 10 — + 12 °С, поглощение питательных веществ растениями замедляется, а потом и вовсе приостанавливается до наступления благоприятных условий.

Общеизвестный факт – на одной и той же почве, при одинаковом содержании в ней макро- и микроэлементов растения разных видов чувствуют себя по-разному. Связано это с их неодинаковыми потребностями в элементах питания. Причем, эти потребности различаются даже в те или иные периоды развития одного и того же растения. Например, для питания проростка гораздо важнее резерв микроэлементов в семени, чем их содержание в почве. Но для всех растений и периодов их развития является справедливым правило незаменимости элементов, согласно которому ни один из питательных элементов не может быть заменен другим. Поэтому при недостатке любого макро- или микроэлемента нет смысла пытаться увеличить урожай за счет внесения других элементов. Отсюда же следует, что для успешного восполнения нехватки питательных веществ нужно точно знать, каких именно элементов недостаточно.

Особенно чувствительны к недостатку или избытку питательных элементов молодые растения. В то же время, есть элементы, которые более необходимы растениям именно на первых этапах развития. Например, это относится к фосфору. В фазе активного роста сначала растения больше нуждаются в азоте, но со временем происходит увеличение потребности в калии. В период образования бутонов и цветения особенно важны фосфор и азот, а также бор.   

Разные виды сельскохозяйственных культур довольно сильно различаются по чувствительности к дефициту микроэлементов (см. таблицу).

Для практических целей также важным является показатель выноса питательных веществ с урожаем. Относительное содержание элементов минерального питания в основной и побочной продукции разных сельскохозяйственных культур определяется, прежде всего, их видовыми особенностями, а также от сорта и условий выращивания. В частности, капуста, картофель, сахарная свекла, подсолнечник, кормовые корнеплоды для создания более высокого урожая потребляют гораздо больше питательных веществ, чем зерновые. Вынос питательных веществ из почвы возрастает с увеличением урожая. Тем не менее, затраты питательных веществ на единицу продукции при этом уменьшаются.

Все перечисленные особенности следует учитывать, разрабатывая стратегию и текущие планы обеспечения растений в определенном хозяйстве питательными элементами. В то же время, необходимо помнить и о том, что урожай предназначен потребителям. А конечные потребители сельскохозяйственной продукции – люди. И, например, недостаток микроэлементов в плодах растений может отрицательно влиять на здоровье потребителей, как и избыток тех или иных веществ. 

agrostory.com

Роль макро- и микроэлементов в питании растений

В составе растений обнаружены почти все элементы периодической системы Д.И. Менделеева, но роль многих из них еще недостаточно изучена.

В наибольшем количестве растения поглощают азот, фосфор, калий, кальций, магний, серу. Эти элементы называют макроэлементами, их содержание  в растениях исчисляется целыми процентами или десятыми долями.

Азот (N) входит в состав всех белков, нуклеиновых кислот, аминокислот, хлорофилла, ферментов, многих витаминов, липоидов и других органических соединений, образующихся в растениях. Недостаток азота вызывает прекращение роста и пожелтение листьев из-за нарушения образования хлорофилла.

Азот - очень подвижный элемент, при недостатке он перемещается из старых листьев в новые, более молодые. Появляются признаки азотного голодания - сначала в пожелтении самых нижних листьев, а затем, если процесс не остановить, в отмирании листьев выше.

Избыток азота ведет к неестественно быстрому росту, формированию рыхлых тканей, что делает их более подверженными различным заболеваниям. Удлиняется вегетационный период и задерживается начало цветения, у некоторых растений передозировка азотных удобрений может так сдвинуть внутренние процессы, что приведет к полному отказу от цветения. Избыток азота  также задерживает усвоение растением калия.

Фосфор (Р) играет исключительно важную роль в жизни растений. Большинство процессов обмена веществ осуществляется только при его участии. Он обеспечивает здоровье корней, закладку бутонов, вызревание плодов и семян, увеличивает зимостойкость.

При недостатке фосфора задерживается цветение и созревание, образуются дефектные плоды, листья приобретают красно-коричневый оттенок. В первую очередь поражаются старые нижние листья, затем процесс распространяется выше.

Избыток фосфора замедляет обмен веществ, делает растение менее устойчивым к недостатку воды,  ухудшает усвоение  железа, калия и цинка, что приводит к общему пожелтению, хлорозу, появлению ярких некротических пятен, опадению листьев. Развитие растения ускоряется, оно быстро стареет.

Некоторые растения особенно негативно реагируют на внесение больших доз фосфорных удобрений. Это относится, в первую очередь, к выходцам из Австралии, где почвы бедны фосфором. Не любят подкормок фосфором хвойные растения. Особую осторожность при внесении этого элемента требуют и гибискусы, для которых не рекомендуется использовать богатые фосфором удобрения для цветущих растений.

Калий (К) играет важнейшую физиологическую роль в углеводном и белковом обмене растений,  в процессах фотосинтеза и водного обмена, повышает устойчивость к увяданию и преждевременному обезвоживанию, укрепляет ткани растения и делает их более устойчивыми к болезням и вредителям.

Он легко передвигается из старых тканей растения, где был уже использован, в молодые. Недостаток калия, так же как и его избыток, отрицательно сказывается на количестве и качестве урожая. При избытке калия задерживается поступление азота в растение, наступает торможение роста, деформации и хлороз листьев, в первую очередь старых. На более поздних стадиях появляются мозаичные пятна, листья вянут и опадают. Избыток калия также ухудшает усвоение  магния или кальция.

Магний (Mg) входит в состав хлорофилла и непосредственно участвует в фотосинтезе. А еще необходим для образования запасного вещества фитина, содержащегося в семенах растений, и пектиновых веществ.

Магний активизирует деятельность многих ферментов, участвующих в образовании и превращении углеводов, белков, органических кислот, жиров; влияет на передвижение и превращение фосфорных соединений, плодоношение и качество семян. Максимальное содержание магния в вегетативных органах растений отмечается в период цветения. После цветения в растении резко снижается количество хлорофилла и происходит отток магния из листьев и стеблей в семена, где образуются фитин и фосфат магния.

Недостаток магния проявляется в пожелтении листьев, хлорозе.

Кальций (Ca) участвует в углеводном и белковом обмене растений, образовании и росте хлоропластов. Он необходим для нормального усвоения растением аммиачного азота, затрудняет восстановление в растениях нитратов до аммиака. От кальция в высокой степени зависит построение нормальных клеточных оболочек.

В отличие от азота, фосфора и калия, находящихся обычно в молодых тканях, кальций содержится в значительных количествах в старых тканях; при этом его больше в листьях и стеблях, чем в семенах.

Сера (S) входит в состав аминокислот цистина и метионина, является составной частью белков и некоторых витаминов,  влияет на образование хлорофилла. Недостаток серы ведет к хлорозу, в первую очередь молодых листьев.

Не менее важны и другие элементы питания - железо, медь, марганец, молибден, цинк, кобальт, бор и др., которые принято называть микроэлементами. Они потребляются растениями в небольших количествах, но недостаток их ведет к серьезным дефектам развития растений. Содержание микроэлементов в растении исчисляется сотыми и тысячными долями процента.

• Железо (Fe) входит в состав ферментов, участвующих в построении хлорофилла, хотя непосредственно в него этот элемент не входит. Железо участвует в окислительно-восстановительных процессах, протекающих в растениях, оно является составной частью дыхательных ферментов. Недостаток железа ведет к распаду ростовых веществ (ауксинов), синтезируемых растениями, при этом листья становятся бледно-желтыми. Чаще всего он наблюдается при избытке карбонатов и в сильно известкованных субстратах. Железо не может передвигаться из старых тканей в молодые.
• Медь (Cu) входит в состав медьсодержащих белков, ферментов, она также принимает участие в процессе фотосинтеза, углеводного и белкового обмена.
• Марганец (Mn) входит в состав окислительно-восстановительных ферментов и принимает участие в фотосинтезе, углеводном и азотном обмене.
• Молибден (Mo) играет большую роль в азотном питании. Он локализуется в молодых растущих органах и меньше - в стеблях, корнях. При недостатке молибдена задерживается развитие клубеньков на корнях бобовых растений и фиксация азота. Внесение в почву молибдена способствует усвоению азотных удобрений растениями, но высокое содержание молибдена весьма токсично для растений.
• Цинк (Zn) оказывает влияние на обмен энергии и веществ в растении. При недостатке цинка уменьшается содержание сахарозы и крахмала, повышается накопление органических кислот, снижается содержание ауксина, нарушается синтез белка, характерна задержка роста.
• Кобальт (Co) участвует в биологической фиксации молекулярного азота.
• Бор (B) участвует в реакциях углеводного, белкового, нуклеинового обмена и других процессах. Он необходим растениям в течение всего периода жизни. От его недостатка страдают прежде всего молодые листья и точки роста. Избыток бора вызывает ожог нижних листьев, они желтеют и опадают.

Дефицит какого-то элемента питания не замедлит сказаться на развитии растения, но зачастую бывает очень сложно определить истинную причину нарушения роста. Избыток одного элемента может ингибировать усвоение другого, поэтому внося излишек одного вещества, мы можем вызвать голодание по другому.  Важно не только внести все необходимые элементы питания, но и правильно подобрать их соотношение.

Продолжение - в статье Подкормка комнатных растений.

Фото: Рита Бриллиантова

www.greeninfo.ru

Значение макро и микро элементов в жизни растения.

Элементы, количество которых в растениях составляет про­центы или десятые доли процента, называют макроэлементами. К ним относят азот, фосфор, серу и катионы — калий, магний и кальций; железо занимает промежуточное положение между макро- и микроэлементами.

Азот. 

Азот хорошо усваивается растением из солей азотной кислоты и аммония. Он является одним из главнейших элементов корневого ‘питания, так как входит в состав белков всех живых клеток. Сложная молекула белка, из которого построена прото­плазма, содержит от 16 до 18% азота. Протоплазма представ­ляет собой живое вещество, в ней совершается главнейший фи­зиологический процесс — дыхательный обмен. Лишь вследствие деятельности протоплазмы в растении происходит сложный син­тез органических веществ. Азот является составной частью нуклеиновых кислот, входящих в состав ядра и являющихся но­сителями наследственности. Значение азота для растительной клетки определяется еще тем, что он является неотъемлемой частью хлорофилла — зеленого пигмента растений, от присут­ствия которого зависит фотосинтез; он входит в состав фермен­тов, которые регулируют реакции обмена веществ, и ряда вита­минов. Очень небольшое количество азота встречается в расте­нии в неорганической форме. При избытке азотного питания или при недостатке света в клеточном соке накапливаются нитраты.

Все формы азота в растении превращаются в аммиачные соединения, которые, вступая в реакцию с- органическими кисло­тами, образуют аминокислоты и амиды — аспарагин и глютамин. Аммиачный азот обычно не скапливается в растении в значи­тельных количествах. Это наблюдается только при недостатке углеводов; в этих условиях растение не может его переработать в безвредные органические вещества — аспарагин и глютамин. Избыток аммиака в тканях зачастую приводит к их поврежде­нию. Особенно с этим обстоятельством следует считаться при выращивании растений в теплице в зимнее время. Чрезмерная доза аммиачного азота в питательном растворе и недостаточ­ность освещения, которая снижает интенсивность фотосинтеза, могут привести к повреждению листовой паренхимы из-за скоп­ления аммиака.

Азот необходим овощным растениям в течение всей вегета­ции, так как они постоянно строят новые органы. Если растение испытывает недостаток в азоте, то это прежде всего сказывается на темпе роста. Новые побеги почти не образуются, размеры листьев уменьшаются. При отсутствии азота в старых листьях хлорофилл разрушается, вследствие -чего листья принимают бледно-зеленую окраску, а затем желтеют и отмирают. При сильном голодании начинают желтеть листья средних ярусов,а верхние листья принимают бледно-зеленую окраску. Бороться с этим явлением при выращивании растений без почвы довольно легко. Достаточно прибавить к питательному раствору азотно­кислую соль, чтобы дней через 5—6 листья приняли темно-зеле­ную окраску и растение начало образовывать новые побеги.

Сера.

Сера усваивается растениями только в окисленной форме—в виде аниона SO4". В растении основная масса аниона сульфата восстанавливается до —SH и —S—S— групп. В виде таких группировок сера входит в состав некоторых аминокислот и белков. Сера входит также в состав ряда ферментов, в том числе ферментов, участвующих в процессе дыхания. Таким об­разом, соединения серы играют важную роль в процессах обме­на веществ и энергии.

Часть серы находится в клеточном соке в виде иона сульфата. При распаде серосодержащих соединений в ‘присутствии кисло­рода происходит окисление восстановленной серы до сульфата. При отмирании корня в условиях, когда ему не хватает кислоро­да, серосодержащие соединения распадаются с образованием сероводорода, который ядовит для корня. Это одна из причин быстрой гибели корневой системы при затоплении ее и недостат­ке кислорода. Недостаток серы в питательном растворе наблю­дается редко. При недостатке серы, так же как и при недостатке азота, начинается разрушение хлорофилла, но первыми испыты­вают недостаток серы верхние листья.

Фосфор.

Фосфор усваивается растениями в окисленной форме в виде солей фосфорной кислоты. Фосфор входит в состав сложных белков — нуклеопротеидов, важнейших веществ ядра и плазмы. Фосфор входит также в состав фосфатидов и жироподобных веществ, играющих большую роль в образовании поверх­ностных мембран клетки, в состав ряда ферментов, многих фи­зиологически активных соединений. Он играет огромную роль в процессах гликолиза и аэробного дыхания. Освобождающаяся в этих процессах энергия накапливается в виде богатых энергией фесфатных связей; эта энергия затем используется для синтеза самых различных веществ.

Фосфор принимает участие и в таком важном процессе жиз­недеятельности растений, как фотосинтез. Фосфорная кислота в растении не восстанавливается, а связывается с органическими веществами, образуя фосфорные эфиры. Если фосфор в окру­жающей среде содержится в изобилии, то он накапливается в клеточном соке в виде минеральных солей, которые являются за­пасным фондом фосфора. Благодаря буферным свойствам соли фосфорной кислоты регулируют также кислотность содержимого клетки, поддерживая ее на благоприятном уровне. Фосфор осо­бенно необходим в ранние периоды жизни растений. При отсут­ствии фосфора в начале жизни и при последующей подкормке растения фосфорными солями листья растений некоторое время страдают из-за усиленного поступления фосфора и нарушенного

в связи с этим азотного обмена. Вот почему особенно необхо­димо с первых дней жизни обеспечить растению хорошее усло­вие фосфорного питания.

Катионы

Калий, кальций и магний усваиваются из любых раствори­мых солей, анионы которых не обладают токсическим действием. Доступными они являются и находясь в ‘поглощенном состоянии, т. е. связанные с каким-нибудь нерастворимым веществом, обла­дающим ясно отраженными кислотными свойствами. Попав в растения, калий и кальций в своей массе не претерпевают ника­ких химических превращений, но они необходимы для питания. Их нельзя заменить другими элементами, как нельзя ничем за­менить азот, фосфор и серу.

Основная физиологическая роль калия, кальция и магния, вернее их ионов, состоит в том. что, адсорбируясь на поверхности коллоидных частиц протоплазмы, они создают вокруг них опре­деленные электростатические силы. Эти силы играют немало­важную роль в создании структуры живого вещества, без кото­рой не могут происходить ни согласованная деятельность фер­ментов, ни синтез клеточных веществ. Ионы удерживают вокруг себя различное количество молекул воды, в результате чего объем иона является неодинаковым. Неодинаковы и силы, удер­живающие ион на поверхности коллоидной частицы. Ион каль­ция имеет наименьший объем — он с большей силой удержи­вается на поверхности коллоидов. Ион калия имеет наибольший объем, в силу чего образует менее стойкие адсорбционные связи и может быть вытеснен ионом кальция. Ион магния занимает промежуточное положение.

Поскольку, адсорбируясь, ионы стремятся удержать свою во­дяную оболочку, то они определяют оводненность и водоудерживающую силу коллоидов. При наличии калия водоудерживающая способность ткани увеличивается, при наличии кальция — понижается. Таким образом, решающим в создании определен­ных внутренних структур является соотношение катионов, а не только их абсолютное содержание.

Калий.

Калий в растениях содержится в больших количе­ствах, чем любой другой катион, особенно в их вегетативных частях. Основная масса калия сосредоточена в клеточном соке. В молодых клетках, богатых протоплазмой, значительная часть калия находится в адсорбированном состоянии. Калий оказывает большое влияние на коллоиды плазмы, он ‘повышает их гидро-фильность («разжижает» плазму). Калий является также ката­лизатором ряда синтетических процессов: как правило, он ката­лизирует синтезы высокомолекулярных веществ из более про­стых, способствует синтезу сахарозы, крахмала, жиров, белков. При недостатке калия процессы синтеза нарушаются, и в расте­нии скапливаются глюкоза, аминокислоты и продукты распададругих высокомолекулярных соединений. При недостатке калия на нижних листьях появляется краевой запал — края листовой, пластинки отмирают, листья приобретают характерную куполо­образную форму, на листьях появляются коричневые пятна. Об­разование коричневых пятен (некрозов) связано с нарушением азотного обмена и образованием в тканях трупного яда — путресцина.

Кальций.

Кальций поступает в растение в течение всей его> жизни. Часть кальция находится в клеточном соке. Этот кальций не принимает активного участия в процессах обмена веществ, он главным образом обеспечивает нейтрализацию избыточно обра­зующихся органических кислот. Часть кальция сосредоточена в. плазме — здесь кальций играет роль антагониста калия, он ока­зывает на коллоиды плазмы действие, противоположное калию, а именно — понижает гидрофильность плазменных коллоидов,, повышает их вязкость. Для нормального хода жизненных про­цессов очень важно оптимальное соотношение калия и кальция в плазме, так как именно это соотношение обусловливает опре­деленные коллоидные свойства плазмы. Кальций входит в состав ядерного вещества, а потому играет большую роль в процессах деления клетки. Велика роль кальция и в образовании клеточ­ных оболочек, особенно в формировании стенок корневых воло­сков, куда он входит в виде пектата. При отсутствии кальция в питательном растворе очень быстро поражаются точки роста надземных частей и корня, так как кальций не передвигается из старых частей растения к молодым. Корни ослизняются, рост их почти прекращается или идет ненормально. В искусственной культуре на водопроводной воде обычно симптомы недостатка кальция не проявляются.

Магний.

Магний поступает в растения в меньших количест­вах, чем калий и кальций. Тем не менее роль его в растении исключительна, так как магний входит в состав хлорофилла (Ую часть магния клетки входит в состав хлорофилла). Магний необходим также всем бесхлорофильным организмам, и его-роль не исчерпывается значением для процесса фотосинтеза. Магний является чрезвычайно важным и для дыхательного об­мена, он катализирует целый ряд реакций образования богатых энергией фосфатных связей и их переноса. Так как богатые энергией фосфатные связи участвуют в самых различных синте­зах, то без магния эти процессы не идут. При недостатке маг­ния разрушается молекула хлорофилла, ‘причем жилки листьев остаются зелеными, а участки тканей, расположенные между жилками, бледнеют. Это явление называется пятнистым хлоро­зом и очень характерно для недостатка магния.

Железо.

Железо поглощается из раствора как в виде растворенных солей, так и в виде комплексных и органических соединений. Содержание его в растениях невелико, обычно оно составляет сотые доли процента. В растительных тканях железо-

частично переходит в органические соединения. Ион железа спо­собен легко переходить из окисной формы в закисную, и обратно. В силу этого, находясь в составе ферментов, он прини­мает активное участие в окислительно-восстановительных про­цессах. Железо, в частности, входит в состав дыхательных фер­ментов (цитохрома, цитохромоксидазьв, каталазы и пероксидазы).

В состав молекулы хлорофилла железо не входит, но прини­мает деятельное участие в его образовании. При недостатке же­леза развивается хлороз — хлорофилл не образуется, листья при­нимают характерную желтую окраску. Поскольку подвижность железа в растительных тканях очень мала, железо, находящееся в старых листьях, не может быть использовано молодыми листьями. Этим объясняется, ‘почему хлороз всегда начинается с молодых листьев.

При недостатке железа изменяется не только окраска моло­дых листьев, но и фотосинтез; рост растений замедляется. Необ­ходимо поэтому при появлении первых ‘признаков хлороза при­нимать меры к его устранению. Если прибавить железо в пита­тельный раствор не позднее чем через пять дней после начала заболевания, то окраска листьев восстанавливается. Более позд­ние меры не приносят желаемого эффекта.

Микроэлементы

Кроме основных элементов, для роста растений необходим целый ряд так называемых микроэлементов. Они находятся в растении в ничтожных количествах, составляя тысячные доли процента его сырого веса. Микроэлементы усваиваются только при низких концентрациях соответствующих солей. При увеличе­нии дозы они становятся уже ядовитыми для растения. С этим обстоятельством приходится особенно считаться при выращива­нии растений без почвы. Микроэлементы не играют роли в осмо­тических свойствах клеточного сока, не могут участвовать в структурообразовании протоплазмы. Их количество слишком ничтожно для выполнения подобных функций. Роль их в жизни растений, подобно витаминам, связана с деятельностью фер­ментов.

Бор.

Из микроэлементов особо важен бор. Для того- чтобы растение нормально развивалось, его необходимо постоянно снабжать бором, так как он слабо ‘передвигается по растению. При отсутствии бора приостанавливается рост корней и назем­ной части. Точки роста отмирают, так как клетки молодой расту­щей ткани — меристемы перестают делиться. Внешние признаки недостатка бора схожи с недостатком кальция, так как метабо­лизм этого элемента тесно связан с бором. Бор принимает уча-спи1 п процессе прорастания пыльцы и росте завязи, поэтому при недостатке его резко снижается семенная продукция растений.Бор играет большую роль в передвижении сахаров; ряд борорга­нических соединений является активаторами роста.

Медь. Значительная доля меди сосредоточена в хлоропластах. По-видимому, медь катализирует какие-то реакции в фото­синтезе. При недостатке меди хлоропласты оказываются недол­говечными, медь, видимо, препятствует разрушению хлорофил­ла. Медь входит в состав ряда окислительных ферментов (полифенолксидаза, тирозиназа и др.). Медь играет большую роль и в белковом обмене.

Цинк.

Цинк входит в состав важного фермента — карбоангидразы. Кроме того, цинк участвует в синтезе аминокислоты триптофана, являющегося предшественником ростовых веществ (ауксинов) в растении.

Марганец.

Он очень важен для растения, так как катали­зирует реакции карбоксилирования и играет важную роль в фо­тосинтезе и дыхании. Органические и неорганические соединения марганца встречаются во всех частях растения. Преимуществен­но он скапливается в листьях и в точках роста — в молодой ра­стущей ткани, где наблюдается наибольшая физиологическая активность. Хотя марганец не входит в молекулу окислительных ферментов, его наличие способствует окислительным превра­щениям.

Присутствие марганца в питательном растворе повышает дыхание корней, при этом заметно увеличивается усвоение ни­тратного азота. Особенно характерным свойством марганца является его способность окислять соединения железа. При не­достатке марганца железо накапливается в закисной форме и, являясь ядовитым, отравляет растительную ткань. Наоборот, при большом количестве марганца все железо превращается в окисную форму. Из этого следует, что железо и марганец долж­ны находиться в питательном растворе в определенном соотно­шении, а именно: железа дается в четыре раза больше, чем мар­ганца. Такое соотношение является наиболее выгодным для растения.

Молибден.

Молибден необходим растениям в чрезвычайно малых количествах. Он катализирует процессы восстановления нитратов и синтеза белковых веществ.

Источник: Чесноков В. А. Базырина Е. Н. Выращивание растений без почвы

www.ponics.ru

Макро, микроэлементы в питании растений

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.

По способу питания растения делят на 2 группы – автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы синтезируют пищу из свободных элементов или неорганических соединений. К ним относятся некоторые бактерии, все водоросли и подавляющее большинство высших растений, причём зелёные растения называются фототрофными (синтезирующими органические соединения из неорганических при помощи лучистой энергии), в отличие от хемотрофных, синтезирующих органические вещества за счёт химической энергии, освобождающейся при окислении в их теле неорганических соединений. Гетеротрофы не содержат хлорофилла, используют для питания готовые органические соединения. К ним относятся паразиты, внедряющиеся в ткани живого фототрофного растения, и сапрофиты, поселяющиеся на мёртвых органических остатках организмов. Кроме того, существуют растения смешанного питания – полупаразиты (иван-да-марья и др.) и насекомоядные растения (росянка, пузырчатка).

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

Гетеротрофы, живущие за счёт органических соединений др. живых организмов, называются паразитами. К ним относятся все грибы и бактерии - возбудители болезней животных и растений, а также некоторые высшие растения, например заразиха, высасывающая с помощью специальных присосок соки др. растений. Паразитическое П. р. отличается от Симбиоза, при котором происходит постоянный обмен продуктами жизнедеятельности, полезный для обоих партнёров. Симбиотический П. р. наблюдается, например, у азотфиксирующих бактерий, поселяющихся в клубеньках на корнях бобовых растений, у шляпочных грибов, гифы которых проникают в корневые ткани древесных растений, а также у лишайнико в, представляющих собой группу грибов, находящихся в постоянном сожительстве с водорослями.

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

Марганец - Регулирует фотосинтез, дыхание, углеводный и белковый обмен. Входит в состав и активирует ферменты.

Цинк - Регулирует белковый, липоидный, углеводный, фосфорный обмен и биосинтез витаминов и ростовых веществ - ауксинов.

Бор -  Регулирует опыление и оплодотворение, углеводный и белковый обмен. Повышает устойчивость к болезням.

Молибден - Регулирует азотный, углеводный и фосфорный обмен, синтез хлорофилла и витаминов, стимулирует фиксацию азота воздуха.

Съедобные, дикорастущие растенияКорневое питание растений, поглощение веществ, ионовОтношение растений к условиям питания в разные периоды ростаАзотное питание растенийРоль комнатных растений, факторы роста, вредители, уходРастения для разных помещений домаТипы терминальной флоэмы

biofile.ru

Значение макро- и микроэлементов в жизни растений

Трудно переоценить важность сбалансированности питательного раствора для гидропоники. Поскольку растущее на гидропонной системе растение не может получить питательные вещества ниоткуда, кроме как из питательного раствора, он должен содержать все необходимые элементы и вещества.

Сегодня можно купить органические удобрения или минеральные, созданные специально для питательных растворов. Но для того, чтобы правильно выбирать удобрения для гидропоники, периодически насыщать раствор теми или иными добавками, необходимо знать, за какие процессы отвечает то или иное вещество.

Макро- и микроэлементы являются неотъемлемой частью питательного раствора и должны доставляться к корням растения в достаточном количестве. Недостаток любого из этих компонентов замедлит жизнедеятельность растения на том или ином этапе и может оказаться причиной плохого урожая, болезней растений и их гибели.

К макроэлементам относятся азот, фосфор и калий. Каждый из этих элементов отвечает за определенные процессы.

Азот отвечает за развитие стеблей и листьев растения. Если азота недостаточно, то листья и стебли слабые, нижние листочки растения быстро вянут, желтеют и отмирают. Начинается этот процесс с пожелтения прожилок на листьях, которое затем охватывает лист целиком. Переизбыток азота так же вреден, как и его недостаток. Если в питательном растворе азота много, а фосфора и калия не хватает, то зеленая часть растения приобретает темно-зеленый цвет, пышно развивается. Однако это не может служить признаком здоровья растения — корневая система ослаблена, а растение в целом легко становится жертвой болезнетворных бактерий и вредителей. Содержится азот в белке и хлорофилле.

Фосфор не менее важен для гармоничного развития любой культуры. Благодаря ему процессы жизнедеятельности происходят вовремя, при недостатке его — затягиваются, долго не наступает цветение и плодоношение. Признаком недостатка фосфора может служить красноватый оттенок листьев, общий болезненный вид растений.

Калий отвечает за развитие растения в целом, а также за интенсивность окраски листьев, плодов, цветов. При недостатке этого элемента можно увидеть, как быстро буреют края листьев, при этом в середине листа сохраняется здоровый цвет. Однако недостаток калия в конце концов все равно приводит к отмиранию значительной части листвы растения, причем первыми погибают нижние листья.

К микроэлементам относятся магний, кальций, сера, железо, бор, марганец, цинк, медь молибден и кобальт. Каждый из них также отвечает за определенные процессы в жизни растений.

Без магния и железа не вырабатывается хлорофилл, отвечающий за окраску листьев. О недостатке веществ говорят белесые пятна на листьях растения.

Сера и кальций — незаменимы для развития корней растения. При недостатке этих микроэлементов корневая система растения становится слабой, затем и все растение превращается в ослабленное и может погибнуть.

Бор необходим для того, чтобы растение росло. Если в питательном растворе недостаточно бора, то растение будет расти очень медленно, из-за недостатка этого вещества верхушка его быстро отомрет, и рост прекратится.

Что касается молибдена, кобальта, меди и цинка, то их концентрация в питательном растворе очень мала, но все же они необходимы, так как с их помощью в растительном организме происходят тонкие и сложные биохимические процессы.

Задумываясь, как правильно вырастить на гидропонике ту или иную культуру, необходимо предварительно ознакомиться с ее требованиями к питательному раствору и обеспечить достаточное (но не избыточное!) количество всех необходимых микро- и макроэлементов. Сегодня для создания сбалансированного раствора можно применять органические, минеральные удобрения или удобрения комплексные (смешанные, или минерально-органические).

agrodom.com

Смотрите также

• 
  Горицвет растение
• 
  Дендробиум растение
• 
  Растения зимующие
• 
  Растение аквилегия
• 
  Расселение растений
• 
  Растения эфемероиды
• 
  Растения соседи
• 
  Растения евразия
• 
  Инсектициды растения
• 
  Растения инсектициды
• 
  Растения калатея