Жизненно важные микроэлементы, их дефицит и избыток

Понимание важности некоторых микроэлементов для нормального роста и развития растений сложилось только в этом столетии. В настоящее время лишь для десятка микроэлементов известно, что они жизненно необходимы всем растениям, и ещё для нескольких доказано, что они необходимы небольшому числу видов. Для остальных элементов известно, что они оказывают стимулирующее действие на рост растений, но их функции пока не установлены. Характерная особенность физиологии этих элементов состоит в том, что, если даже многие из них и необходимы для роста растений, при высоких концентрациях они могут оказать токсичное действие на клетки.

Микроэлементы, жизненно важные для растений – это такие, которые не могут быть заменены другими элементами в их специфической биохимической роли и которые имеют прямое влияние на организм, т.е. без них он не может ни расти, ни завершить некоторые метаболические циклы. Есть элементы, для доказательства необходимости которых нужны дополнительные данные; обычно это элементы, требующиеся, по-видимому, в малых количествах (на уровне нкг/кг или нг/кг) или жизненно необходимые только для определённых групп или видов растений.

Боуэн, основываясь на современном состоянии знаний, классифицировал функции и формы элементов в организмах и разделил присутствующие в растениях микроэлементы на следующие группы:

1. Входящие в несущий скелет – Si, Fe, редко Ba и Sr.

2. Связанные в разнообразные мелкие молекулы, в том числе антибиотики и порфирины – As, Иб Br, Cu, Co, F, Fe, Hg, I, Se. Si и Мю

3. Связанные с большими молекулами, главным образом с протеинами, в том числе энзимы, обладающие каталитическими свойствами – Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Se, Ni, Zn.

4. Фиксированные в больших молекулах, включая накопление, перенос или неизвестные функции – Cd, Co, Cu, Fe, Hg, I, Mn, Ni, Se, Zn.

5. Связанные с органеллами (митохондриями, хлоропластами, некоторыми энзиматическими системами) – Cu, Fe, Mn, Mo, Zn.

Таким образом, по имеющимся в литературе данным микроэлементы участвуют в ключевых метаболических событиях, таких, как дыхание, фотосинтез, фиксация и ассимиляция некоторых главных питательных элементов (N, S). Микроэлементы – металлы переходной группы периодической системы активизируют энзимы или входят в металлоэнзимах в системы переноса электронов (Cu, Fe, Mn, Zn), а также катализируют изменения валентности в веществах субстрата (Cu, Co, Fe, Mo). Есть сведения о том, что некоторые микроэлементы (Al, Cu, Co, Mo, Mn, Zn) выполняют, видимо, специфические функции в защитных механизмах у морозостойких и засухоустойчивых разновидностей растений.

Потребность растений в целом, а также отдельных их видов в определённых микрокомпонентах питания прекрасно показана Хьюиттом и Чапманом. Если поступление какого-либо необходимого микроэлемента недостаточно, роста растения отклоняется от нормы или прекращается и дальнейшее развитие растения, в особенности его метаболические циклы, нарушаются. Хотя симптомы недостаточности нельзя свести воедино, они могут быть весьма характерны для конкретных элементов.

Таблица 1. Синдромы недостаточности микрокомпонентов питания у некоторых сельскохозяйственных культур.

Элемент

Симптомы

Культуры, чувствительные к недостаточности элемента

В

Хлороз и покоричневение молодых листьев, погибшие верхушечные почки, нарушение развития цветов, поражение сердцевины растений и корней, мультипликация деления клеток

Бобовые, капуста и близкие виды, свекла, сельдерей, виноград, фруктовые деревья (яблони, груши)

Cu

Вилт, меланизм, белые скрученные макушки, ослабление образования метёлок, нарушение одревеснения

Злаки (овёс), подсолнечник, шпинат, люцерна

Fe  

Междужилковый хлороз молодых органов

Фруктовые деревья (цитрусы), виноград, некоторые кальцефобные виды

Mn

Пятна хлороза и некроз молодых листьев, ослабленный тургор

Злаки, бобовые, фруктовые деревья

Mo

Хлороз краёв листьев, виптейл листьев и нарушение свёртывания цветной капусты, «огненные» края и деформация листьев, вызванные избытком NO3-, разрушение зародышевых тканей

Капуста и близкие виды, бобовые

Zn

Междужилковый хлороз ( в основном у однодольных), остановка роста, розетчаность листьев у деревьев, фиолетово-красные точки на листьях

Зерновые (кукуруза), бобовые, травы, хмель, лён, виноград, фруктовые деревья (цитрусы)

Перейти на страницу: 1 2

Другие статьи

Проектирование системы экологического мониторинга
“Цена величия - ответственность”, - говорил Уинстон Черчилль. С тех пор прошло много времени, силы, которыми играет человечество, возросли, а вместе с тем возросла и цена ошибки. Роковым мож ...

Водные ресурсы
В деятельности человека вода находит самое широкое приме­нение. Вода — это материал, используемый в промышленности и входящий в состав различных видов продукции и технологичес­ких процессов, ...

Оценка качества реки Волга методом биотестирования
Методом биотестирования было исследовано место сброса недостаточно очищенных сточных вод первых очистных сооружений (ОС) г. Волжска, в прибрежной зоне р. Волги, где находятся участки как с зам ...