Макроэлементы и их значение для растений

Макроэлементы представляют особую важность для роста и развития растений на всех стадиях жизненного цикла. К ним относят те, которые содержатся в культурах в значительных количествах - это азот, фосфор, калий, сера, магний и железо. При их дефиците представители флоры плохо развиваются, что сказывается на урожайности. Признаки нехватки многократно используемых макроэлементов проявляются прежде всего на старых листьях.

Азот

Главный ответственный за питание корней элемент. Он участвует в реакциях фотосинтеза, регулирует обмен веществ в клетках, а также способствует росту новых побегов. Этот элемент особенно необходим для растений на стадии вегетации. При нехватке азота рост насаждений замедляется или останавливается вовсе, цвет листьев и стеблей становится бледнее. Из-за переизбытка азота позднее развиваются соцветия и плоды. Насаждения, которых перекормили азотом имеют ботву темно-зеленого цвета, и излишне толстые стебли. Период вегетации удлиняется. Слишком сильное перенасыщение азотом приводит к гибели флоры в течение нескольких дней.

Фосфор

Участвует в большинстве протекающих в растениях процессах. Обеспечивает нормальное развитие и функционирование корневой системы, образование крупных соцветий, способствует вызреванию плодов.

Нехватка фосфора негативно сказывается на цветении и процессе созревания. Цветки получаются мелкими, плоды часто с дефектами. Литья могут окрашиваться в красновато-коричневый оттенок. Если же фосфор в избытке, замедляется обмен веществ в клетках, растения становятся чувствительными к нехватке воды, они хуже усваивают такие питательные элементы, как железо, цинк и калий. В результате листья желтеют, опадают, срок жизни растения сокращается.

Калий

Процент калия в растениях больше по сравнению с кальцием и магнием. Этот элемент задействован в синтезировании крахмала, жиров, белков и сахарозы. Он защищает от обезвоживания, укрепляет ткани, предупреждает преждевременное увядания цветков, повышает сопротивляемость культур к различного рода патогенам.

Растения, обедненные калием, можно узнать по отмершим краям листьев, коричневым пятнам и куполообразной их форме. Это происходит вследствие нарушения процессов производства, накопления в зеленых частях насаждений продуктов распада, аминокислот и глюкозы. Если калий в избытке, наблюдается замедление всасывания растением азота. Это приводит к остановке роста, деформациям листьев, хлорозу, а на запущенных стадиях к отмиранию листьев. Поступление магния и кальция также затрудняется.

Магний

Участвует в реакциях с образованием хлорофилла. Является одним из его составных элементов. Способствует синтезу фитинов, содержащихся в семенах и пектинов. Магний активизирует работу энзимов, при участии которых происходит образование углеводов, протеинов, жиров, органических кислот. Он участвует в транспорте питательных веществ, способствует более скорому вызреванию плодов, улучшению их качественных и количественных характеристик, повышению качества семян.

Если растения испытывают дефицит магния, их листья желтеют, так как молекулы хлорофилла разрушаются. Если недостаток магния своевременно не восполнить, растение начнет отмирать. Избыток магния у растений наблюдаются редко. Однако, если доза внесенных препаратов магния слишком большая, замедляется всасываемость кальция и калия.

Сера

Является составным элементов протеинов, витаминов, аминокислот цистина и метионина. Участвует в процессах образования хлорофилла. Растения, которые испытывают серное голодание, нередко заболевают хлорозом. Болезнь поражает главным образом молодые листья. Избыток серы приводит к пожелтению краев листьев, их подворачиванию вовнутрь. Впоследствии края обретают коричневый оттенок и отмирают. В некоторых случаях возможно окрашивание листьев в сиреневый оттенок.

Железо

Является составным компонентом хлоропластов, участвует в производстве хлорофилла, обмене азота и серы, клеточном дыхании. Железо – необходимый компонент многих растительных ферментов. Этот тяжелый металл играет наиболее важную роль. Его содержание в растении достигает сотых долей процента. Неорганические соединения железа ускоряют биохимические реакции.

При дефиците этого элемента растения нередко заболевают хлорозом. Нарушаются дыхательные функции, ослабляются реакции фотосинтеза. Верхушечные листья постепенно бледнеют и усыхают.

Микроэлементы

Основными микроэлементами являются: железо, марганец, бор, натрий, цинк, медь, молибден, хлор, никель, кремний. Их роль в жизни растений нельзя недооценивать. Недостаток микроэлементов хоть и не приводит к гибели растений, но сказывается на скорости протекания различных процессов. Это влияет на качество бутонов, плодов и урожаях в целом.

Кальций

Регулирует усвоение белков и углеводов, влияет на продуцирование хлоропластов и усвоению азота. Он играет важную роль в построении сильных клеточных оболочек. Наибольшее содержание кальция наблюдается в зрелых частях растений. Старые листья состоят из кальция на 1 %. Кальций активирует работу многих энзимов, в том числе амилазы, фосфорилазы, дегидрогеназы и др. Он регулирует работу сигнальных систем растений, отвечая за нормальные реакции на воздействия гормонами и внешними раздражителями.

При нехватке этого химического элемента происходит ослизнение клеток растений. Особенно это проявляется на корнях. Нехватка кальцием приводит к нарушению транспортной функции мембран клеток, повреждению хромосом, нарушению цикла деления клеток. Перенасыщение кальцием провоцирует хлороз. На листьях появляются бледные пятна с признаками некроза. В некоторых случаях можно наблюдать круги, заполненные водой. Отдельные растения реагируют на переизбыток данного элемента ускоренным ростом, но появившиеся побеги быстро отмирают. Признаки отравления кальцием схожи с переизбытком железа и магния.

Марганец

Активизирует работу ферментов, участвует в синтезировании протеинов, углеводов, витаминов. Марганец также принимает участие в фотосинтезе, дыхании, углеводно-белковом обмене. Недостаток марганца приводит к высветлению окраски листьев, появлению отмерших участков. Растения заболеванию хлорозом, у них отмечается недоразвитие корневой системы. В серьезных случаях начинают засыхать и опадать листья, отмирать верхушки веток.

Цинк

Регулирует окислительно-восстановительные процессы. Является компонентом некоторых важных ферментов. Цинк повышает выработку сахарозы и крахмала, содержание в плодах углеводов и белков. Он участвует в реакции фотосинтеза и способствует выработке витаминов. При нехватке цинка растения хуже противостоят холоду и засухе, уменьшается содержание в них белка. Цинковое голодание также приводит к изменению окраски листьев (они желтеют или обретают белесый цвет), уменьшению образования почек, падению урожайности.

Молибден

На сегодняшний день именно этот микроэлемент называют одним из важнейших. Молибден регулирует азотный обмен, нейтрализует нитраты. Он также влияет на углеводородный и фосфорный обмен, производство витаминов и хлорофилла, а также на скорость протекания окислительно-восстановительных процессов. Молибден способствует обогащению растений витамином С, углеводами, каротином, белками.

Недостаточные концентрации молибдена негативно сказываются на обменных процессах, затормаживается редуцирование нитратов, образование белков и аминокислот. В связи с этим урожаи снижаются, их качество ухудшается.

Медь

Является элементом медьсодержащих белков, энзимов, участвует в фотосинтезе, регулирует транспорт белков. Медь повышает содержание азота и фосфора в два раза, а также защищает хлорофилл от разрушения.

Дефицит меди приводит к скручиванию кончиков листьев и хлорозу. Снижается количество пыльцевых зерен, падает урожайность, у деревьев “повисает” крона.

Бор

Регулирует обмен протеинов и углеводов. Является важнейшим компонентом синтеза РНК и ДНК. Бор в союзе с марганцем являются катализаторами реакции фотосинтеза в растениях, которые испытали на себе заморозки. Бор требуется насаждениям на всех стадиях жизненного цикла.

От дефицита бора страдают больше всего молодые листья. Нехватка этого микроэлемента приводит к замедленному развитию пыльцы, внутреннему некрозу стеблей.

Избыток бора тоже нежелателен, так как приводит к ожогам нижних листьев.

Никель

Представляет собой составной компонент уреазы, с его участием протекают реакции разложения мочевины. В насаждениях, которые обеспечены никелем в достаточном количестве, содержание мочевины ниже. Также никель активирует некоторые ферменты, участвует в транспорте азота, стабилизирует структуру рибосом. При недостаточном поступлении никеля замедляется рост растений, снижается объем биомассы. А при перенасыщении никелем угнетаются реакции фотосинтеза, появляются признаки хлороза.

Хлор

Является основным элементов водно-солевого обмена растений. Участвует в поглощении кислорода корневой системой, реакциях фотосинтеза, энергетическом обмене. Хлор уменьшает последствия заболевания грибком, борется с излишним поглощением нитратов.

При недостатке хлора корни вырастают короткими, но при этом густо разветвленными, а листья увядают. Капуста, испытавшая дефицит хлора, получается неароматной.

При этом и переизбыток хлора вреден. При нем листья становятся мельче и твердеют, на некоторых появляются пурпурные пятна. Стебель также грубеет. Чаще всего дефицит Cl проявляется наряду с недостатком N. Исправить ситуацию позволяет аммиачная селитра и каинит.

Кремний

Является своеобразным кирпичиком стенок клеток, а потому повышает выносливость насаждений перед заболеваниями, заморозками, загрязнениями, нехваткой воды. Микроэлемент влияет на обменные процессы с участие фосфора и азота, помогает снижать токсичность тяжелых металлов. Кремний стимулирует развитие корней, влияет на рост и развитие растений, способствует урожайности, повышает содержание сахара и витаминов в плодах. Визуально дефицит кремния не обнаружить, но его недостаток негативно скажется на сопротивляемости культур негативным факторам, развитости корневой системы, развитии цветов и плодов.

Признаки, по которым можно определить недостаток отдельных элементов

В случае недостатка или отсутствия отдельных элементов в почве или перехода их в недоступное для растений состояние нарушается нормальный ход жизнедеятельности, снижается интенсивность роста, нарушается развитие, например затормаживается цветение, уменьшается количество и снижается качество семян.

Визуальная диагностика, т. е. определение по внешнему виду растения, какого элемента ему недостает, обеспечивает раннюю коррекцию условий минерального питания.

Азот(N). Листья и стебли приобретают светло-зеленую или лимонно-желтую окраску. Первыми теряют нормальную окраску старые листья, т. к. азот легко передвигается по растению и при его недостатке в почве идет отток из старых органов в молодые. При длительном отсутствии азота в почве на листьях появляется темно-коричневая кайма, края заворачиваются, т. е. проявляется картина «ожога», после чего листья опадают. Наблюдается торможение роста растений.

Недостаток или избыток Азота (N)

Фосфор(P). Листья и стебли приобретают темно-зеленую окраску, иногда с фиолетовым или багровым оттенком. Задерживается цветение и позднее созревают семена. Признаки сначала проявляются на нижних (старых) листьях.
Фосфор может находиться в почве в достаточном количестве, но закрепляться в недоступной для растений форме. Такое явление наблюдается при избытке в почве кальция, магния, цинка.

Недостаток или избыток Фосфора (P)

Калий(K). На листьях появляется «крапчатость»: мелкие темные пятна отмерших тканей рассеяны по листовой пластинке. Первые признаки голодания отмечаются на верхушках и по краям старых листьев. Рост листовой пластинки неоднороден, лист становится морщинистым и может приобрести форму чаши. Края листа темнеют и заворачиваются, как при ожоге. Иногда листья приобретают бронзовую окраску. Повышается восприимчивость к болезням.

Недостаток или избыток Калия (K)

Магний(Mg). Наиболее типичен хлороз, т. е. осветление листовой пластинки. Начинается обесцвечивание с краев листа и захватывает межжилковое пространство. Формируется так называемый «мраморный» хлороз. Обесцвечивание бывает настолько сильным, что листья становятся почти белыми. Иногда на листьях появляются чередующиеся белые и светло-жёлтые полосы на зеленом фоне. Листья могут опадать.

Недостаток или избыток Магния (Mg)

Кальций(Ca). Признаки голодания проявляются сначала на молодых листьях, т. к. этот элемент прочно закреплен в клетках и плохо передвигается по растению. Молодые листья приобретают темно-зеленый цвет, скручиваются и отмирают. Отмирают также и молодые почки, как верхушечные, так и боковые. Края листа сморщиваются. Корни ослизняются.

Недостаток или избыток Кальция (Ca)

Железо(Fe). Наиболее типична картина хлороза, пожелтение молодых листьев. В отличие от других видов хлороза «железный» более равномерный и охватывает всю листовую пластинку.
Хлороз не всегда определяется недостатком железа в почве. Оно может быть в связанном состоянии, особенно если имеется избыток магния или углекислых солей кальция, натрия и калия.

Недостаток или избыток Железа (Fe)

Сера(S). В отсутствии серы все растение приобретает светло-зеленую окраску, жилки становятся желтыми. Иногда наблюдается «ожог», но в отличие от случаев недостатка азота листья остаются на растении.

Недостаток или избыток Серы (S)

Марганец(Mn). При недостатке марганца хлороз проявляется между жилками, а сами жилки становятся темно-зелеными, пятнистость охватывает весь лист.

Недостаток или избыток Марганца (Mn)

Бор(B). Несмотря на то, что в растениях не обнаружены органические соединения, в состав которых входит бор, его недостаток очень серьезно нарушает многие физиологические процессы. Затормаживается рост, отмирают молодые почки. Лист осветляется в основании. Понижается устойчивость растений по отношению к грибам, бактериям, вирусам.

Недостаток или избыток Бора (B)

Медь

Она влияет на многие жизненные процессы, поскольку входит в состав окислительных ферментов. Медь играет важную роль в синтезе белка, а также повышает морозо- и засухоустойчивость растений.

Молибден

Данный микроэлемент входит в состав специфического фермента нитритредуктазы, с которым связано восстановление в растениях нитратов. Положительно влияет молибден на развитие клубеньков, а также на способность фиксации клубеньковыми бактериями атмосферного азота. Он необходим для фиксации азота азотобактером и другими свободно живущими азотофиксаторами. Благоприятно действует молибден и на зимостойкость растений.

Значение минеральных веществ для растений

Минералы играют важную роль во многих жизненно важных для растений процессах:

• Уравновешивающая функция: определенные соли или минералы действуют против вредного воздействия других питательных веществ, таким образом уравновешивая друг друга.
• Поддержание осмотического давления: некоторые минералы клеточного сока в органической или неорганической форме участвуют в регулировании осмотического давления в клетке.
• Влияние на pH клеточного сока: различные анионы и катионы влияют на pH клеточного сока.
• Построение тела растения: углерод, водород и кислород – это элементы, которые помогают построить тело растений, поступая в протоплазму и строя клеточные стенки.
• Катализбиохимических реакций: минералы, такие как цинк, магний, кальций и медь, действуют как металлические катализаторы в биохимических реакциях.
• Токсичное влияние: некоторые элементы, такие как мышьяк и медь, оказывают токсическое воздействие на протоплазму при определенных условиях.

Признаки недостатка макро и микроэлементов

Какие признаки проявляются на растениях при недостатке кальция, магния, марганца, меди, бора, молибдена?

При недостатке кальция в почве замедляется рост корней, кончики их укорачиваются и напоминают обрубки. Верхушечные почки повреждаются. Листья приобретают хлоротичную окраску с белыми полосами по краям.

Недостаток кальция особенно проявляется на капусте и томатах. Так, у капусты верхушечная почка и корни сильно разветвляются и отмирают, образуется розетка мелких хлоротичных листьев с белыми полосами по краям. У томатов наблюдаются потеря тургора и развитие вершинной гнили: на вершине плодов образуется плоское или вдавленное пятно, они становятся твердыми, затем размягчаются, а пятна покрываются темным налетом.

Характерным признаком недостатка магния служит междужилковый хлороз, который почти всегда начинает проявляться с нижних листьев. Старые листья капусты приобретают мраморно-хлоротичную окраску, ткань между жилками выпячивается. Затем они желтеют или белеют, а в центре становятся коричневыми. Листья моркови при нехватке магния бледнеют, по краям их образуются светло-желтые или коричневые пятна.

Микроэлементы, как активные участники обмена веществ

Бор абсолютно необходим для нормального роста растений. На кончиках побегов и корней есть особые группы клеток, которые делятся на протяжении всей жизни растения. Они называются точками роста. Их работу регулирует наряду с другими факторами и бор.
Если в почве не хватает бора, он не может переместиться в точки роста из других органов, поэтому рост растений сразу замедляется.

Марганец принимает участие в процессе фотосинтеза как при усвоении углекислого газа, так и при выделении кислорода. Растения поглощают только определенные формы азота, поэтому должно произойти превращение малополезных форм в те, которые усваивает растение. В этих превращениях принимают участие марганец, железо и особенно активно молибден.
Марганец также поддерживает оптимальное соотношение элементов питания в корневой системе.
О роли молибдена в азотном обмене уже было сказано. Он также способствует накоплению витамина С, который необходим растениям н меньше, чем человеку. Определенная роль принадлежит молибдену в регуляции деления клеток.

Медь участвует в преобразовании энергии в клетке. Косвенным образом регулирует рост растений, повышает их устойчивость к колебаниям температуры и некоторым заболеваниям.

Цинк обеспечивает нормальное использование растениями углекислоты в процессе фотосинтеза, стимулирует образование веществ, усиливающих интенсивность роста, оказывает существенное влияние на усвоение, передвижение и превращение фосфора в растениях.

Бор

Значение бора для растений обусловлено влиянием на синтез и передвижение углеводов, участием в окислительно-восстановительных процессах. Он положительно влияет и на процесс плодоношения.

Применение микроудобрений

Борные удобрения наиболее эффективны на дерново – подзолистых (в первую очередь на известкованных), дерново – глеевых, торфянистых и некоторых  других почвах  с низким содержанием усвояемого бора.

Борные удобрения вносят в почву до посева. В некоторых случаях водорастворимые борные удобрения  можно применять для внекорневой подкормки вегетирующих растений. В этом случае дозу удобрения уменьшают в два – три раза.

Молибденовые удобрения дают хороший эффект на дерново – подзолистых, серых лесных и других типах почв с повышенной кислотностью. Наиболее распространенные формы молибденовых удобрений – молибденово – кислый аммоний и молибденово – кислый аммоний – натрий, содержащие соответственно 50% и 36% молибдена. Применяют их как для предпосевной обработки семян, так и для внекорневой подкормки растений путем опрыскивания 0,02% — ным раствором.

Медные удобрения в виде размолотых пиритных (колчедановых) огарков и медного купороса (сернокислой меди) рекомендуется применять на осушенных торфянисто – болотных  почвах, отличающихся низким содержанием усвояемой меди.  Пиритные огарки вносят в почву в количестве 0,05-0,06 кг/м 2, сульфат меди – 1-1,5 г/м 2 один раз в 5-6 лет. Для внекорневой подкормки растений используют 0,02-0,05% — ный раствор сульфата меди.

Марганцевые удобрения применяют в виде марганцевого суперфосфата (содержание марганца около 2-3%) и сульфата марганца (около 21-22%). Используют их для допосевного внесения в почву (7,5-10 г марганцевого суперфосфата на 1 квадратный метр), внекорневой подкормки растений (0,05-0,1% — ный раствор сульфата марганца) и предпосевной обработки семян.

Цинковые удобрения особенно эффективны на карбонатных и известкованных почвах, имеющих реакцию, близкую к  нейтральной, а так же на песчаных, супесчаных и других легких почвах.

Применяют цинковые удобрения в виде сульфата цинка, оксида цинка, а также содержащих цинк промышленных отходов. Сернокислый цинк 0,05-0,1% — ных растворов рекомендуется для предпосевной обработки семян и внекорневой подкормки.