3. Микроэлементы, их усвояемые формы, роль и функциональные нарушения при недостатке в растении

Микроэлементы (µЭ) являются незаменимыми питательными элементами, содержание которых из­меряется 0,001 и 0,00001 долями процента. функционируют главным образом в регуляторных сис­темах клетки. Они входят в состав простетических групп ферментов или являются активаторами ферментов. Принимают участие в ОВР, N ном и углеводном обменах, повышают устойчивость растений к болезням и неблагоприятным условиям среды. Недостаток µЭ вызывает серьезные физиологические расстройства, ухудшение качества продукции и нередко приводит к гибели рас­тений в раннем возрасте.

Медь. Поступает в растение в виде иона Сu²⁺.

В основе функционирования лежит способность к обратимым ОВР: Сu²⁺  Сu⁺.

• Входит непосредственно в состав ряда ферментных систем, относящихся к группе оксидаз (полифенолокси­здза, аскорбатоксидаза, цитохромоксидазы, тирозиназы). 75 % всей содержащейся в листе меди концентрируется в хлоропластах (в составе пластоцианина (белок синего цвета), осуществляющего перенос е^- между ФС2 и ФС1.

• Активирует ряд ферментов (нитратредуктазу, протеазы), т. е. играет определенною роль в N ном обмене.

• Принимает участие в гормональной регуляции (полифенолоксидаза регулирует содержание и актив­ность в растениях ауксинов и ингибиторов роста фенольной природы). Это лежит в основе способности меди

• повышать ус­тойчивость растений к полеганию и неблагоприятным условиям среды.

Недостаток меди вызывает

• задержку роста и цветения;

• хлороз, завядание листьев;

• хлороз кончиков листьев и пустозерность (у злаков);

• суховер­шинность (у пло­довых культур).

Марганец Поступает в растение в виде ионов Mn³⁺ .

• Активирует ферменты цикла Кребса (дегидрогеназы яблочной и лимонной кислот), РНК-полимеразы (синтез м-РНК в ядре); ауксиноксидазы (окислении ауксина, поэтому он очень важен для ростовых процессов), нитратредуктазы (восстановления нитратов).

• Необходим для нормального протекания фотосинтеза (участвует в фотолизе воды и выделения кислорода), а также восстановления СО2.

• Способствует оттоку сахаров из листьев.

• Поддерживает структуру хлоропластов (в отсутствие Mn3+ хлорофилл бы­стро разрушается на свету).

• Влияет на поступление веществ в растение. При исключении Mn из питательной среды в тканях растений возрастает уровень основных элементов мине­рального питания, нарушается их соотношение.

Особенно чувствительны к недостатка Mn злаковые, корнеплоды, картофель.

Недостаток:

• точечный хлороз листьев,

• между жилками желтые пятна и некроз.

Цинк. Поступает в растение в виде иона Zn²⁺.

• Входит в состав фермента карбоангидразы (гидратация СО₂ в Н₂СО₃ - поддержание запасов СО₂ для фотосинтеза),

24. Активирует ряд ферментов гликолиза (гек­сокиназы, альдолазы, триозофосфат-дегидрогеназы) и пентозо­фосфатного пути (дегидрогеназ глюкоза-6-фосфата и фосфоглю­коната), синтеза ауксина (триптофансинтетазы - синтез амино­кислоты триптофана - предшественника ауксина).

Недостаток

• резкое торможение роста и формирования побегов;

• накапление редуцирующих сахаров и уменьшение содержания сахарозы и крахмала;

• увеличивается количество ОК и небелковых со­единений N (свободных АК и амидов);

• нарушается включение P в органические соединения (НК, липиды, нуклеотиды) и замедление его транспорта из корней в надземную часть.

• задержка роста междоузлий и листьев, развитие розеточности и мелколистности (наиболее характерный признак голодания);

Чувствительны к недостатку цинка плодовые дере­вья (особенно цитрусовые). Вносят в виде сернокислого цинка (ZnSO₄ 7H₂O) в количестве 6-10 кг/га, при некорневой подкормке - в концентрации 0,1-0,2 г/л, при намачивании семян - 0,2-0,3 г/л.

Молибден. Поступает в растение в виде аниона МоO₄^2- и концентрируется в молодых растущих частях.

25. Входит в АЦ нитратредуктазы, а также АЦ нитрогеназы бактероидов, фиксирующих атмо­сферный N в клубеньках бобовых (N ном обмене растений).

26. Активатор ферментов аминирования и переаминирования, включения АК в пептидную цепь, а также различных фосфатаз.

27. Оказывает влияние на уровень накопления витамина С .

При дефиците

• тормозится рост растений,

• появляется бледно-зеленая акраска, как при недостатке N (снижается синтез хлорофолла).

Особенно чувствительны к недостатку молибдена бобовые и овощные культуры. Рекомендуется внесение молибденизированного суперфосфата в дозе 300 г/га.

Высокие дозы (20 мг/кг с.м.) токсичны для животных (молибденовые токсикозы) и человека (эндемическая падагра).

Бор. Поступает в растение в виде аниона борной кислоты.

Пока не установлены меха­низмы действия бора и ферментные системы, в деятельности ко­торых он участвует. По М. Я. Школьнику (1971), бор

• Играет уникальную роль в фенольном обмене.

• Усиливает рост пыльцевых трубок и прорастание пыльцы.

При недостатке

• У двудольных растений накапливают­ся фенолы и ауксины, что на­рушает синтез НК и белков, а затем

• нарушаются ритм деления клеток и структура клеточных стенок, появляются уродливые изменения листьев, конуса нараста­ния.

• На заключительной стадии борного голодания под действием полифенолоксидаз накапливаются токсичные хиноны, которые приводят к отмиранию меристематических клеток и конусов нарастания (типичный признак),

• Нарушаются синтез, превраще­ние и транспорт углеводов,

• Нарушается формирование репродуктивных орга­нов,

• Деградация проводящей системы растений.

Особенно чувствительны к недостатку двудоль­ные растения (гниль сердечка и этиоляция листьев свеклы).

Кобальт (0,00002%) необходим бобовым для развития клубеньковых бактерий. В растениях содержится в ионной форме, входит в состав витамина В₁₂, вырабатывемого бактероидами клубеньков - участвует в синтезе АК метионна, активирует фосфоглюкомутазу, аргиназу.

Недостаток проявляется также как и признаки N голодания.