Tilhørende gård. Betydningen av mikroelementer i plantenes liv

Planter og grønnsaker trenger næringsstoffer for å vokse og utvikle seg. Forholdet mellom næringsstoffer er forskjellig for arter, varianter, vekstperiode og alder på planten.

❖ Nitrogen er det biogene hovedelementet for vegetabilske planter, som er en del av proteiner og nukleinsyrer. Mineralformene av nitrogen som kommer inn i planten, går gjennom en kompleks syklus av transformasjoner, og er inkludert i sammensetningen av organiske syrer. Prosessen med nitratreduksjon katalyseres av enzymer og har flere mellomtrinn. Aktiviteten til å redusere enzymer avhenger av magnesium og sporstoffer: molybden, kobber, jern og mangan.

Nitratnitrogen kan hope seg opp i betydelige mengder, noe som er trygt for planter, men innholdet av nitrater i grønnsaker over et visst nivå er skadelig for mennesker.

Fri ammoniakk i planter er i små mengder. Dette skyldes det faktum at det raskt interagerer med karbohydratene som finnes i planter. Resultatet av interaksjonen er dannelsen av primære aminosyrer. Overdreven akkumulering av ammoniakk, spesielt med mangel på karbohydrater, fører til forgiftning av planter.

Kvaliteten på produktene avhenger av hvilke av nitrogenforbindelsene som er assimilert i store mengder. Med forbedret ammoniakknæring øker plantecellens reduserende evne og det er en overveiende opphopning av reduserende forbindelser. Med nitratnæring øker den oksidative kapasiteten til cellesaft, flere organiske syrer dannes.

Assimilering av ammoniakk og nitratnitrogen av planter avhenger av konsentrasjonen av næringsløsningen, dens reaksjon, innholdet av medfølgende elementer, tilførsel av planter med karbohydrater og biologiske trekk kultur.

❖ Fosfor finnes i planter i mye mindre mengder enn nitrogen. Det fungerer som en følgesvenn av nitrogen, med sin mangel på planter, øker akkumuleringen av nitratformer av nitrogen. Det største antallet fosfor er konsentrert i reproduktive organer: 3-6 ganger mer enn i vegetativet.

Fosfor finnes i DNA- og RNA-nukleinsyrer, som er bærere av arvelig informasjon. Fosforforbindelser med proteiner (fosforproteiner) er de viktigste planteenzymene. Fosfor som kommer inn i planten bidrar til akkumulering av stivelse, sukker, fargestoffer og aromatiske stoffer, øker holdbarheten til frukt.

❖ Kalium regulerer vannutvekslingen til planter, den fysiske tilstanden til kolloidene i cytoplasmaet, dens hevelse og viskositet. Under påvirkning av kalium øker protoplasmaets vannholdende kapasitet, noe som reduserer risikoen for kortvarig visning av planter med mangel på fuktighet. Tilstedeværelsen av kalium i plantecellen sikrer det normale løpet av oksidative prosesser, karbohydrat- og nitrogenmetabolisme. Akkumulering av kalium bidrar til aktiveringen metabolske prosesser planter. Kalium forbedrer immuniteten, forbedrer bruken av ammoniakknitrogen i syntesen av aminosyrer og protein. Kalium er preget av høy mobilitet - utstrømningen fra eldre blader til yngre. Faktisk får planten muligheten til å gjenbruke kalium.

❖ Kalsium spiller viktig rolle i fotosyntese, bevegelsen av karbohydrater i en plante. Det er involvert i dannelsen av cellemembraner, forårsaker vanning og opprettholder strukturen til celleorganeller. Mangelen på kalsium påvirker utviklingen av rotsystemet, veksten av blader bremser ned, de dør av. Kalsiummangel vises på unge planter.

❖ Magnesium er en del av klorofyllmolekylet og deltar i fotosyntesen, og er også en del av pektin og fytin. Med mangel på magnesium reduseres innholdet av klorofyll i bladene, "marmorering" vises. Magnesium og fosfor finnes i de voksende delene av planten. Magnesium samler seg i frø. Magnesium er involvert i bevegelsen av fosfor i planter. Aktiverer enzymer. Dette elementet bidrar til akkumuleringen essensielle oljer og fett. Ved magnesiummangel øker oksidative prosesser, aktiviteten til peroksidaseenzymet øker, innholdet av invertsukker og askorbinsyre reduseres.

mineralernæring planter

Planternæring består i absorpsjon av dem fra miljøet av stoffer som er nødvendige for livsprosesser, samt deres distribusjon og bruk i metabolismen. I prosessen med fotosyntese syntetiserer planteorganismer organiske stoffer, hvorav noen brukes til å bygge selve organismen, og noen brukes som energikilde. Organisk materiale inneholder ulike kjemiske elementer kommer inn i planter fra jorda. De fleste planter absorberer vann passivt - med makt, som ble dannet på grunn av forskjellen mellom osmotisk og turgortrykk. Planter som har tilpasset seg tilværelsen på saltholdige substrater, bruker aktiv vanntransport mot saltkonsentrasjonsgradienten, og forbruker en betydelig del av assimileringsproduktene til dette. På grunn av dette er de alltid underdimensjonerte. Planter absorberer mineraler ved aktiv absorpsjon. Imidlertid er planter ikke bare i stand til å absorbere mineraler fra jordløsningen, men også til å løse opp vannuløselige forbindelser. Dette forenkles av organiske syrer som skilles ut av planten - eple, sitron, etc.

På grunn av forskjellen i konsentrasjonen av feltene til jordløsningen og cytoplasmaet til epiblemacellene, osmose - bevegelse av løsemidlet fra jorda til hårcellene. Det er kjent at konsentrasjonen av stoffer i rotceller øker fra periferien til sentrum (konsentrasjonsgradient). Som et resultat beveger vann og stoffer oppløst i det seg til karene i rotens sentrale sylinder, og det oppstår rottrykk, under påvirkning av hvilken løsningen beveger seg mot stilken. I tillegg til rottrykk (nedre vannpumpe), støtter bevegelsen av løsningen gjennom karene også transpirasjonsprosessen i bladene (øvre vannpumpe). Under påvirkning av en stor adhesjonskraft av vannmolekyler til hverandre, dannes en slags vannsøyler i plantens ledende system. Slike søyler begynner i rothårene, og ender i stomata på bladene. Ved rottrykk blir vann liksom pumpet inn i xylemet, og transpirasjon sikrer transporten til ønsket høyde.

Rollen til mineraler i livet til planter i forskjellige perioder av vegetasjon bestemmes av metoden for vannkulturer. En akvatisk kultur er en plante som dyrkes uten jord i kar med vandige løsninger av mineralsalter når luft kommer inn i løsningen (lufting av løsningen). Samtidig bruker de forskjellige varianter næringsmedier, endre innholdet av komponenter i dem og sammenligne arten av vegetasjonen til planter på disse mediene med vegetasjonen til avlinger, for dyrking av disse standard sett stoffer.

Bevegelsen av uorganiske og organiske stoffer langs roten. Bevegelsen av vann og stoffer oppløst i det i en plante skjer hovedsakelig på to måter: diffusjon og strømning. Diffusjon av vann og stoffer skjer langs en konsentrasjonsgradient, og strømningsbevegelse langs en gradient hydrostatisk trykk. Vann beveger seg gjennom karene, som gjennom rør, i henhold til de generelle lovene for hydrodynamikk, og i parenkymale celler - ved osmose, og bevegelsen av vann i levende celler er mye vanskeligere.

Ved roten begynner bevegelsen av vann og stoffer oppløst i den med absorpsjon av rothår. Fra hårene til den sentrale sylinderens xylem kommer vann inn gjennom cytoplasmaet til de levende cellene i rotbarken, så vel som langs celleveggene. På denne måten beveger vannet seg sakte og over kort avstand. Til slutt kommer vann og stoffer oppløst i det inn i xylem (xylem sap), og deretter beveger xylem sap seg gjennom xylem kar på grunn av rottrykk. Organiske stoffer kan også bevege seg langs xylem av roten, for eksempel reservestoffer av roten om våren.

Gjødsel. Ved hver høsting tas en viss del av mineralstoffene ut av jorden, og den blir gradvis utarmet. Lager nødvendige elementer etterfylt med mineral (ammoniumsulfat, urea, kaliumklorid, superfosfat, fosfatstein; kalium, kalsium og natriumnitrat, etc.) og organisk (humus, torv, torvkompost, grønn gjødsel, fugleskitt) gjødsel, som i annen form(pulver, løsning) brukt i forskjellige datoer avhengig av type jord, dens fruktbarhet og plantens behov. For eksempel påføres nitrogenholdig gjødsel før såing eller på forsommeren. I perioden med fruktdannelse trenger planter mer fosfor og kalium.

Mengden gjødsel som skal påføres jorda bestemmes ved hjelp av kjemisk analyse jord. Både overskudd av visse elementer i jorda og mangel på dem kan påvirke avlingen negativt. Tidspunktet for påføring av gjødsel bestemmes under hensyntagen til deres evne til å løse seg opp i vann. Lite løselig (fosfat) og uoppløselig (organisk) gjødsel påføres om høsten, slik at de ved påvirkning av jordorganismer brytes ned til vannløselige mineralforbindelser før våren og kommer inn i jorda med smeltevann. Gjødsel kan påføres i visse faser av planteutviklingen som toppdressing. Det kan være tørt (pulverisert gjødsel er spredt) og vått (løselig gjødsel påføres jorden).

Fordamping av vann fra blader (transpirasjon)

Vann som kommer fra jorda gjennom rotsystemet inn i stilken og bladene, beveger seg langs de intercellulære rommene og fordamper gjennom stomata til utsiden.

Transpirasjon fremmer at en ny mengde vann kommer inn i roten og løfter den oppover stilken til bladene. Det er et middel for å tilpasse planter til eksistensforholdene. Takket være fordampning i plantekroppen opprettholdes en konstant balanse av vann i cellene. I tillegg, på grunn av den direkte bevegelsen og bevegelsen av vann i kroppen til en plante, oppstår bevegelse og utveksling. næringsstoffer mellom individuelle organer. Til slutt er denne prosessen regulert temperaturregime i plantekroppen. Fordamping av vann av planter reguleres av stomata. Ved høyt vanninnhold åpner stomata seg og transpirasjonen øker, ved mangel på vann, når plantene visner lukkes stomatene og transpirasjonen blir vanskeligere. Tilførselen av vann til bladene fra røttene er gitt av tre krefter: cellenes sugekraft, adhesjonskraften til vannmolekyler i det ledende systemet og rottrykk.

Intensiteten av fordampningen avhenger også av plantens vekstforhold og dens biologiske egenskaper. Planter på tørre steder, så vel som i tørt vær, fordamper mer vann enn under forholdene høy luftfuktighet. Fordampning av vann, bortsett fra stomata, reguleres også av beskyttende formasjoner på bladets hud. Disse formasjonene er kutikula, voksbelegg, pubescens med forskjellige hår. Hos sukkulente planter har bladet blitt til torner (kaktus), og stilken utfører sine funksjoner. Planter som vokser på fuktige steder har store bladblader som ikke har beskyttende formasjoner på huden. skygge planter fordampe mindre vann enn de som vokser uten skygge. Planter fordamper mye vann under tørr vind og i varmen, mye mindre - i rolig overskyet vær.

Hovedrollen i fordampning av vann spilles av stomata, og hele overflaten av bladet er delvis involvert i denne prosessen. Derfor skilles stomatal og kutikulær transpirasjon - gjennom overflaten av neglebåndet, som dekker bladets epidermis. Cuticular transpiration er mye mindre enn stomatal.

Siden transpirasjon skjer hovedsakelig gjennom stomata, hvor den trenger inn og karbondioksid for forløpet av fotosynteseprosessen er det en sammenheng mellom fordampning av vann og akkumulering av tørrstoff i planten. Mengden vann som en plante fordamper for å bygge 1 g tørrstoff kalles transpirasjonskoeffisienten. Verdien avhenger av vekstforholdene, arter og varianter av planter.

Ved vanskelig fordampning observeres guttering i planter - frigjøring av vanndråper gjennom vannstomata (hydatoder). Dette fenomenet i naturen observeres om morgenen, når luften er mettet med vanndamp, eller før regn. Hydatoder er en veldig aktiv sekresjonsstruktur. Imidlertid er de klassifisert som ekskresjonssystem bare formelt, siden utskillelsesproduktet er vann, og ikke utskillende stoffer. Konsentrasjonsstedet for hydatoder er kanten av bladet, hovedsakelig toppen av tennene, der de ledende elementene i acidum slutter.

Den biologiske tilpasningen av planter til beskyttelse mot fordampning er bladfall - massefallet av blader i de kalde eller varme periodene av året.

Mineralsk plantenæring

For en normal livssyklus til en planteorganisme er en viss gruppe næringselementer nødvendig, hvis funksjoner i en plante ikke kan erstattes av andre kjemiske elementer.

Disse er: 1) organogener - C (45 % tørrvekt); Omtrent (42%); H (6,5%); N (1,5%) - i mengden 95%;

2) makronæringsstoffer (1 - 0,01%): P, S, K, Ca, Mg, Fe, Al, Si, Cl, Na;

3) sporelementer (0,01 - 0,00001%): Mn, Cu, Zn, Co, Mo, B, I;

4) ultramikroelementer (< 0,00001 %): Ag, Au, Pb, Ge….и др.

J. Liebig fant at alle de oppførte elementene er likeverdige og fullstendig utelukkelse av noen av dem fører planten til dyp lidelse og død, ingen av de oppførte elementene kan erstattes av andre, selv i nærheten av kjemiske egenskaper. Makronæringsstoffer i en konsentrasjon på 200-300 mg/l i næringsløsningen har ennå ikke skadelig effekt på planten. De fleste sporstoffer i en konsentrasjon på 0,1-0,5 mg/l hemmer plantevekst.

For det normale livet til planter må det være et visst forhold mellom ulike ioner i miljø. Rene løsninger av en hvilken som helst kation er giftige. Således, når hvetefrøplanter ble plassert på rene løsninger av KCL eller CaCL 2, oppsto det først hevelse på røttene, og deretter døde røttene. Blandede løsninger av disse saltene hadde ingen giftig effekt. Den mykgjørende effekten av en kation på virkningen av en annen kation kalles ioneantagonisme. Antagonisme av ioner manifesterer seg både mellom forskjellige ioner av samme valens, for eksempel mellom natrium- og kaliumioner, og mellom ioner med forskjellige valenser, for eksempel kalium og kalsium. En av årsakene til antagonismen til ioner er deres effekt på hydreringen av cytoplasmatiske proteiner. Toverdige kationer (kalsium, magnesium) dehydrerer kolloider sterkere enn monovalente kationer (natrium, kalium). Den neste grunnen til antagonisme av ioner er deres konkurranse om de aktive sentrene til enzymer. Dermed blir aktiviteten til noen respiratoriske enzymer hemmet av natriumioner, men deres virkning fjernes ved tilsetning av kaliumioner. I tillegg kan ioner konkurrere om binding med bærere under opptak. Virkningen av ett ion kan også øke innflytelsen til et annet ion. Dette fenomenet kalles synergi. Så, under påvirkning av fosfor, øker den positive effekten av molybden.

Den fysiologiske betydningen av mikro- og makroelementer

1. Er en del av biologisk viktige næringsstoffer;

2. Delta i etableringen av en viss ionisk konsentrasjon og stabilisering av makromolekyler;

3. Delta i katalytiske reaksjoner, være en del av eller aktivere individuelle enzymer.

Nitrogen (N 2)

Det er en del av proteiner, nukleinsyrer, membranfosfolipider, porfyriner (grunnlaget for klorofyll og cytokromer), en rekke enzymer (inkludert NAD og NADP) og mange vitaminer.

Med mangel på nitrogen i miljøet hemmes planteveksten, dannelsen av sideskudd svekkes, små blader og blekgrønn farge på bladene observeres på grunn av ødeleggelsen av klorofyll.

Til tross for tilstedeværelsen i atmosfærisk luft 78 % N 2 (410 5 t), slikt molekylært nitrogen absorberes ikke av høyere planter (nitrogenmolekylet (NN) er kjemisk inert; for å bryte de tre kovalente bindingene i kjemisk prosess ammoniakksyntese krever katalysatorer, høy temperatur og trykk) og kan omdannes til en form som bare er tilgjengelig for dem på grunn av aktiviteten til nitrogenfikserende mikroorganismer. Av de litosfæriske reservene av nitrogen (1810 15 tonn), er bare dens minste del konsentrert i jorden, hvorav bare 0,5 - 2% er direkte tilgjengelig for planter: - disse er NH 4 + og NO 3 - ioner dannet som et resultat av mineralisering av organisk nitrogen fra planteplanter av bakterier og animalske rester og humus. Nemlig prosesser:

1. ammonifikasjon(omdannelse av organisk nitrogen til NH4+);

2. Nitrifikasjon(oksidasjon av NH4+ til NO3-);

3. Denitrifikasjon(anaerob reduksjon av NO 3 - til N 2)

Molekylær nitrogenfiksering ( N 2)

Kjemisk binding av molekylært nitrogen i form av NH 4 + eller NO 3 - utføres enten som et resultat av elektriske utladninger i atmosfæren, eller i nærvær av en katalysator ved en temperatur på mer enn 500 0 C og et atmosfærisk trykk på ca 35 MPa.

Biologisk binding av atmosfærisk molekylært nitrogen utføres av nitrogenfikserende mikroorganismer. De er:

1. frittlevende(s. Azotobacter, Beijrinckia - aerob og s. Clostridium - anaerob);

2. *symbiotisk(R. Rhizobium, som danner knuter på røttene til belgfrukter, og noen aktinomyceter).

*Infeksjon av vertsplanten symbiotiske bakterier begynner med penetrasjon av bakterien inn i rothårets celle, migrasjon til cellene i cortex og intensiv deling av infiserte celler, noe som fører til dannelse av knuter på røttene. Samtidig blir bakteriene selv bakterier, som er 40 ganger større enn den opprinnelige bakterien. Hovedrollen i prosessen med nitrogenfiksering tilhører enzymet nitrogenase . Enzymet består av to komponenter: et Fe-Mo-protein med høyere molekylvekt (Mr = 200-250.000, 2 Mo-molekyler, 30 Fe-molekyler og 22 S-molekyler) og et Fe-protein (Mr = 50-70.000, 4 Fe-molekyler og 4 molekyler S). Fe-Mo-proteinet tjener til å binde og redusere molekylært nitrogen, og Fe-proteinet tjener som en elektronkilde for reduksjon av Fe-Mo-proteinet, som det mottar fra ferredoksin. Hele komplekset fungerer bare i nærvær av ATP-hydrolyse og den beskyttende virkningen av proteinet legoglobin (syntetisert av vertsceller og beskytter nitrogenase mot oksygen).

Den resulterende NH 4+ binder seg til ketosyrer, og danner aminosyrer som transporteres til vertsplantens celler.

Nitratreduksjons- og ammoniakkassimileringsveier

Siden i organiske forbindelser kun ammoniumnitrogen er inkludert, nitrationer NO 3 - absorbert av roten må reduseres i celler til ammoniakk. Dette gjøres i to trinn:

1. Reduksjon av nitrat til nitritt, katalysert av nitratreduktase (i cytoplasma); NO 3 ---2 e---- NO 2 -

2. Reduksjon av nitritt til ammoniakk katalysert av nitrittreduktase (i kloroplaster). NO 2 - ---- 6e --- NH 4 +

Ammoniakk, dannet under reduksjon av nitrater eller i prosessen med molekylær nitrogenfiksering, absorberes videre av planter med dannelse av forskjellige aminosyrer. Først av alt er NH 4+-akseptoren α-ketoglutarsyre, som under påvirkning av glutamat dehydrogenase blir til glutamat.

1. Studie av effekten på intensiteten av fysiologiske prosesser når de ekskluderes fra næringsmediet.

2. Studiet av den spesifikke rollen til individuelle sporelementer, hovedsakelig deres deltakelse i visse enzymatiske reaksjoner.

Den andre biokjemiske tilnærmingen viste seg å være mer effektiv.

Jern var det første sporstoffet, behovet for det ble oppdaget av Gries i 1843-1844.

Behovet for andre sporstoffer - bor, mangan, kobber, sink og molybden, for høyere planter ble etablert først på 20- og 30-tallet av 1900-tallet. Etableringen av deres nødvendighet ble forenklet av oppdagelsen av årsakene til mange plantesykdommer som ikke er forårsaket av sopp- og bakterieinfeksjon - sukkerroer hjerteråte, grå bladflekk, bronsesykdom, etc. Alle disse sykdommene var et resultat av en fysiologisk lidelse forårsaket av mangel på et eller annet mikroelement, og sykdommen ble eliminert, så snart plantens behov for det manglende elementet ble tilfredsstilt.

Disse elementene spiller en eksepsjonell rolle i metabolismen. De kombineres med organiske stoffer, spesielt proteiner, og øker mange ganger deres katalytiske aktivitet. Så for eksempel øker jern i sammensetningen av et kompleks heminkompleks i kombinasjon med et spesifikt protein den katalytiske aktiviteten mot aktiviteten til jernionet med 1010 ganger.

Bor, aluminium, kobolt, mangan, sink og kobber øker tørkemotstanden til planter. Og i dette tilfellet skyldes effekten av mikroelementer påvirkningen på de kolloid-biokjemiske egenskapene til protoplasma (økt hydrofilisitet og vannholdende kapasitet til kolloider). Sporelementer forbedrer også bevegelsen av plaststoffer fra bladene til de generative organene.

Betydelige endringer er forårsaket av noen sporelementer i hastigheten på å passere gjennom utviklingsstadiene. Det er fastslått at bløtlegging av hvetefrø i løsninger av Cu, Zn, Mo, B-salter akselererer plantenes passasje av vernaliseringsstadiet betydelig, mens løsninger av Fe og Mn ikke hadde en positiv effekt eller forsinket utvikling.

Påvirkningen av hvert av elementene avhenger av konsentrasjonen: det påvirker den påfølgende veksten overjordiske organer og røtter er ikke det samme. Dermed stimulerer Cu og Mo veksten av stilken og røttene, mens Mn og Ni - kun stammen, og B og Sr - kun roten.

Behandlingen av Cu-frø hadde en sterk positiv effekt på tørkemotstanden til bomullsplanter. Denne effekten skyldes en økning i den vannholdende kapasiteten og sugekraften til bladparenkymcellene, en endring i bladenes anatomiske struktur mot xerofytt osv. En lignende effekt ble observert på høsthvete når frø ble behandlet med salter B, Cu, Mo, Co, P og K. Passasjen av lysstadiet ble akselerert under påvirkning av B, Co, Mo, Mn, Zn, Cu og Al. Interessant nok ble dette bare observert på langdagsplanter (vinterhvete, havre) og dukket ikke opp på kortdagsplanter (perilla).

Ya. V. Peive, M. Ya. Shkolnik, M. V. Katalymov, B. A. Yagodin og andre ga et stort bidrag til løsningen av problemer knyttet til ernæring av planter med mikroelementer.

Bor er et av de viktigste sporstoffene for planter. Dens gjennomsnittlige innhold er 0,0001 %, eller 0,1 mg per 1 kg tørrvekt. Bor er mest nødvendig for tofrøbladede planter. Et betydelig innhold av bor ble funnet i blomstene, spesielt i stigma og stiler. I cellen er det meste av dette sporstoffet konsentrert i celleveggene. Bor øker veksten av pollenrør, pollenspiring, øker antallet blomster og frukter. Uten det blir frømodningen forstyrret. Bor reduserer aktiviteten til enkelte respiratoriske enzymer, påvirker karbohydrat-, protein- og nukleisk metabolisme.

Borabsorpsjon avhenger sterkt av pH, og dens fordeling i hele planten skjer hovedsakelig med transpirasjonsstrømmen. Behovet for bor for planter har vært etablert i svært lang tid, men det er fortsatt uklart hvordan dets funksjoner blir realisert: i hvilke spesifikke reaksjoner det er inkludert og hva er mekanismen for dets deltakelse i individuelle prosesser.

Borets rolle er langt fra tilstrekkelig belyst. Dette skyldes det faktum at bor, i motsetning til de fleste andre sporelementer, ikke er en del av noe enzym og ikke er en enzymaktivator. Av stor betydning for implementeringen av funksjonen til bor er dens evne til å gi komplekse forbindelser. Komplekser med borsyre danner enkle sukkerarter, polysakkarider, alkoholer, fenolforbindelser osv. I denne forbindelse kan det antas at bor påvirker hastigheten på enzymatiske reaksjoner gjennom substratene som enzymer virker på.

Mangel på bor forårsaker en rekke sykdommer: hjerteråte fra sukkerroer, indre svart flekk på rødbeter og rutabaga, bruningssykdom av blomkålhodet, død av aks i hvete og til og med hele det rudimentære øret i bygg, gulfarging av alfalfa, etc. Det har blitt fastslått at under påvirkning av bor seriens fysiologiske prosesser: vanninnholdet i plasma øker, absorpsjonen av kationer og spesielt kalsium øker, og absorpsjonen av anioner reduseres.

Også, med mangel på bor, syntese, transformasjon og transport av karbohydrater, dannelsen reproduserende organer, befruktning og fruktsetting. Bor er nødvendig for planter under hele utviklingsperioden. Det kan ikke gjenbrukes, og derfor først og fremst under borsult

vekstkjegler dør av - det mest typiske symptomet på bormangel. Anatomiske studier indikerer opphør av celledeling i meristemet. Samtidig oppdages betydelige forstyrrelser i det normale arrangementet av elementene i floem og xylem, opp til fullstendig tap av ledningsevne av disse vevene. Dette er årsaken til forstyrrelsene i bevegelsen av plaststoffer og fremfor alt sukker fra bladene til aksial- og reserveorganene til planter funnet under borsult.

Avlinger som er mest følsomme for bormangel: sukker- og fôrbeter, raps, belgfrukter, alfalfa, grønnsaker, eple, druer.

I høyere planter er gjennomsnittlig magnesiuminnhold 0,02%. Spesielt mye magnesium i planter kort dag- mais, hirse, sorghum, hamp, samt i poteter, rødbeter, tobakk og belgfrukter. Mye av det akkumuleres i unge celler og voksende vev, så vel som i generative organer og lagringsvev. I karyopser akkumuleres magnesium i embryoet, hvor nivået er flere ganger høyere enn innholdet i endospermen og skallet. Akkumulering av magnesium i unge vev lettes av dens relativt høye mobilitet i planter, noe som fører til sekundær bruk (gjenbruk) fra aldrende vev. Bevegelsen av magnesium utføres både i xylem og i floemet.

Kloroplasten inneholder 15 % Mg 2+ av bladet, opptil 6 % av det kan være i sammensetningen av klorofyll. Ved magnesiummangel (sulting) kan andelen Mg 2+ i pigmentet til og med nå 50 % av totalinnholdet i bladet. Denne funksjonen til magnesium er unik: ingen andre grunnstoffer kan erstatte det i klorofyll. Magnesium er nødvendig for syntesen av protoporfyrin 9, den direkte forløperen til klorofyll.

Magnesium opprettholder strukturen til ribosomer ved å binde RNA og protein. De store og små underenhetene til ribosomer assosieres bare sammen i nærvær av magnesium. Derfor oppstår ikke proteinsyntese med mangel på magnesium, og enda mer i fravær. Magnesium er en aktivator av mange enzymer. En viktig funksjon magnesium er at det binder enzymet til underlaget i en chelatbinding.

Magnesium er en del av fytin (organofosfat), et reserveorganisk stoff. Ansvarlig for energitransport, aktiverer enzymet, som er en katalysator for deltakelse av CO 2 i prosessen med fotosyntese.

Magnesium er essensielt for mange enzymer i Krebs-syklusen og glykolyse. Det er også nødvendig for arbeidet med enzymer av melkesyre og alkoholisk gjæring.

Magnesium forbedrer syntesen av essensielle oljer, gummi, vitamin A og C.

Med en økning i graden av magnesiumtilførsel i planter øker innholdet av organiske og uorganiske former av fosforforbindelser. Denne effekten er sannsynligvis assosiert med rollen til magnesium i aktiveringen av enzymer involvert i metabolismen av fosfor.

Prosessen med magnesiuminntak i planter kan avhenge av graden av tilførsel av planter med andre kationer. Så, med et høyt innhold av kalium eller ammonium i jorda eller næringsløsning, synker nivået av magnesium, spesielt i de vegetative delene av planter. I frukt endres ikke mengden magnesium eller kan til og med øke. Motsatt, når nivået av kalium eller ammonium i næringsmediet er lavt, øker magnesiuminnholdet i planten. Kalsium og mangan fungerer også som konkurrenter i plantenes opptak av magnesium.

Planter opplever mangel på magnesium i stort sett ikke-sandjord. Dårlig på magnesium og kalsium, rik på grå jord; chernozems inntar en mellomposisjon. Når pH i jordløsningen synker, kommer magnesium inn i plantene i mindre mengder.

Magnesiummangel fører til nedgang i fosforinnholdet i planter, selv om fosfater finnes i tilstrekkelige mengder i næringssubstratet, spesielt siden fosfor transporteres gjennom planten hovedsakelig i organisk form. Derfor vil magnesiummangel hemme dannelsen av organofosforforbindelser og følgelig fordelingen av fosfor i plantekroppen.

Med mangel på magnesium blir dannelsen av plastider forstyrret: kloroplastmatrisen blir klar, grana holder seg sammen. Flekker og striper av lysegrønt vises mellom de grønne årene, og deretter gul farge. Kantene på bladbladene blir gule, oransje, røde eller mørkerøde, og denne "marmorfargen" på bladene, sammen med klorose, tjener kjennetegn mangel på magnesium. I senere stadier av magnesiumsulting observeres også lysegule og hvitaktige striper på unge blader, noe som indikerer ødeleggelsen av kloroplaster i dem, og deretter karotenoider, og bladsonene ved siden av karene forblir grønne lenger. Deretter utvikler klorose og nekrose, og påvirker først og fremst toppen av bladene.

Tegn på magnesiummangel vises først på gamle blader, og sprer seg deretter til unge blader og planteorganer. Høy og langvarig belysning forverrer symptomene på magnesiummangel.

Magnesiumsensitive avlinger: sukkerroer, poteter, humle, druer, nøtter, drivhusvekster.

I sammensetningen av forbindelser som inneholder hem (alle cytokromer, katalase, peroksidase), og i ikke-hemform (jern-svovelsentre), deltar jern i funksjonen til de viktigste redokssystemene for fotosyntese og respirasjon. Sammen med molybden er jern involvert i reduksjonen av nitrater og i fikseringen av molekylært nitrogen av knutebakterier, som er en del av nitratreduktase og nitrogenase. Jern katalyserer også de første trinnene i syntesen av klorofyll. Derfor fører utilstrekkelig tilførsel av jern til planter under vannfylte forhold og på karbonatjord til en reduksjon i intensiteten av respirasjon og fotosyntese og kommer til uttrykk i gulfarging av bladene (klorose) og deres raske fall. Hvis jern blir utilgjengelig for vegetative planter, vises klorose bare på organer som er under utvikling. Følgelig er jern fast bundet i cellene og er ikke i stand til å flytte fra gamle vev til unge. Jern er også nødvendig for fargeløse planter - sopp og bakterier, så dens rolle er ikke begrenset til deltakelse i dannelsen av klorofyll.

I kornvekster vises klorose som vekslende gule og grønne striper langs bladet. I noen tilfeller kan jernmangel føre til at unge skudd dør.

Jernmangel forårsaker også endringer i rotmorfologi, som induserer vekst av rothår som dekker rotoverflaten rikelig. Dette fremmer bedre kontakt med jorda og jordløsningen, og øker jernopptaket.

Sammen med jern i katalytisk aktive forbindelser kan plantevev inkludere dette elementet i reservestoffer. En av dem er proteinet ferritin, som inneholder ikke-hemjern. Jern kan utgjøre omtrent 23 % av tørrvekten til ferritin. Ferritin finnes i store mengder i plastider.

Avlinger som er følsomme for jernmangel: mais, belgfrukter, poteter, kål, tomater, druer, frukt og sitrusfrukter, prydvekster.

For første gang trakk Bertrand (1897) oppmerksomheten på behovet for mangan i planter. Dens gjennomsnittlige innhold er 0,001 % eller 1 mg per 1 kg tørr vevsmasse. Det kommer inn i cellene i form av Mn 2+ ioner. Mangan samler seg i bladene. Deltakelsen av ioner av dette metallet i frigjøringen av oksygen (fotonedbrytning av vann) og reduksjonen av CO 2 under fotosyntesen er etablert. Mangan bidrar til å øke innholdet av sukker og deres utstrømning fra bladene. Manganioner aktiverer enzymer som katalyserer reaksjonene i Krebs-syklusen (eplesyredehydrogenase, sitronsyre, oksaloeddiksyredekarboksylase, etc.). i denne forbindelse er det klart veldig viktig mangan for respirasjonsprosessen, spesielt dens aerobe fase.

Betydningen av mangan for det normale forløpet av utvekslingen av nitrogenholdige forbindelser er stor. Mangan deltar i prosessen med reduksjon av nitrater til ammoniakk. Denne prosessen går gjennom trinn katalysert av en rekke enzymer, hvorav to (hydroksylaminreduktase og nitrittreduktase) er manganavhengige, slik at manganmangelplanter ikke kan bruke nitrat som kilde til nitrogennæring.

Mangan aktiverer enzymene som er involvert i oksidasjonen av det viktigste fytohormonet - auxin.

Dette elementet spiller en spesifikk rolle i å opprettholde strukturen til kloroplaster. I fravær av mangan brytes klorofyll raskt ned i nærvær av lys.

Til tross for det betydelige innholdet av mangan i jorda, er det meste vanskelig tilgjengelig for planter, spesielt på jord med nøytral pH-verdi.

Mangan er ansvarlig for oksidasjonen av jern i plantekroppen til ikke-giftige forbindelser. Det er en nødvendig komponent i syntesen av vitamin C. Det intensiverer akkumuleringen av sukker i sukkerroerøtter og protein i kornavlinger. Ansvarlig for prosessen med nitrogen assimilering. Det er en aktivator for fotosyntese etter frysing av planter.

Et symptom på en sykdom forårsaket av mangel på mangan er først og fremst utseendet av klorotiske flekker mellom bladårene. Korn utvikler langstrakte strimler av klorotisk vev grå farge, da vises en smal sone med svekket turgor, som et resultat av at bladbladet henger ned. Med en skarp mangel på mangan strekker disse symptomene seg til stilken. Berørte blader med utviklingen av sykdommen blir brune og dør.

Gråflekksykdommen er utbredt på humusrik jord som har en alkalisk reaksjon. Denne sykdommen rammer korn, spesielt havre, hvete, rug og mais.

Hos planter med retikulert bladvenering, med mangel på mangan, vises klorotiske flekker spredt over bladet, i større grad på de nedre bladene enn på de øvre.

Hos rødbeter forårsaker manganmangel en sykdom kjent som flekket gulsott. Gule klorotiske områder vises på bladene, deretter krøller kantene av bladene seg sammen.

I erter med mangel på mangan utvikles frøflekk. Denne sykdommen kommer til uttrykk i utseendet av brune og svarte flekker eller til og med hulrom på ertefrø. indre overflater cotyledoner.

Klorose utvikles også ved et meget høyt innhold av mangan, i dette tilfellet oksiderer mangan jern til en uløselig oksidform og klorose utvikles allerede fra mangel på jern. Overflødig jern forårsaker symptomer på manganmangel. De mest gunstige forhold mellom jern og mangan for bedre vekst planter og generell helse 2:1.

Avlinger som er følsomme for manganmangel: korn (hvete, bygg, havre), mais, erter, soyabønner, poteter, sukkerroer, kirsebær, sitrusfrukter.

Innholdet av sink i overjordiske deler belgfrukter og frokostblandinger er 15 - 60 mg per 1 kg tørrvekt. En økt konsentrasjon er notert i bladene, reproduktive organer og vekstkjegler, den høyeste - i frøene. Sink kommer inn i planten i form av Zn 2+-kationen, og har en multilateral effekt på metabolismen. Det er nødvendig for funksjonen til en rekke glykolyseenzymer. Sinks rolle er også viktig i dannelsen av aminosyren tryptofan. Det er med dette at påvirkningen av sink på syntesen av proteiner, så vel som fytohormonet av indoleddiksyre (auxin), hvis forløper er tryptofan, er forbundet. Toppdressing med sink bidrar til å øke innholdet av auxiner i vev og aktiverer deres vekst. Sink spiller en viktig rolle i DNA og RNA metabolisme, proteinsyntese og celledeling. Det er en enzymaktivator, forhindrer tidlig cellealdring. Bidrar til å øke varme-, tørke- og frostmotstanden til planter. Sink har lenge vært ansett som et sentralstimulerende middel, og først på 30-tallet. i forrige århundre ble den absolutte nødvendigheten av dette elementet for alle høyere planter etablert. Sinkmangelsykdom er utbredt blant frukttrær. Med sinkmangel, i stedet for normalt langstrakte skudd med velutviklede blader, danner syke planter om våren en rosett av små, overfylte, harde blader. Annerledes frukt sykdom Det er indikert på forskjellige måter: småbladet, rosettsykdom, flekket klorose, gulsott. Sink er involvert i redoksprosesser, det er assosiert med transformasjonen av forbindelser som inneholder en sulfhydrylgruppe. Mangelen på sink forårsaker undertrykkelse av karbohydratmetabolismeprosesser, siden mangelen på sink har størst effekt på planter rike på karbohydrater. Også, med sinkmangel i planter, forstyrres fosformetabolismen: fosfor samler seg i rotsystemet, transporten til overjordiske organer forsinkes, omdannelsen av fosfor til organiske former bremses - innholdet av uorganiske fosfater øker flere ganger, innholdet av fosfor i sammensetningen av nukleotider, lipider og nukleinsyrer reduseres. I tillegg undertrykkes celledelingshastigheten med 2-3 ganger, noe som fører til morfologiske endringer i bladene, svekket celleforlengelse og vevsdifferensiering.

Avlinger som er spesielt følsomme for sinkmangel: mais, soyabønner, bønner, humle, poteter, lin, grønne grønnsaker, druer, eple og pære, sitrusfrukter.

Det høyeste innholdet av molybden er typisk for belgfrukter (0,5 - 20 mg per 1 kg tørrvekt), korn inneholder fra 0,2 til 2,0 mg molybden per 1 kg tørrvekt. Den går inn i planter som et anion MoO 4 2- og er konsentrert i unge, voksende organer. Den er mer i blader enn i røtter og stengler, og i bladet er den hovedsakelig konsentrert i kloroplaster.

Molybden tar del i reduksjonen av nitrater, er en del av nitratreduktase, og er også en komponent aktivt senter nitrogenaser av bakterieoider som fikserer atmosfærisk nitrogen i knuter av belgfrukter.

Bidrar til å øke innholdet av klorofyll, karbohydrater, karoten, askorbinsyre og proteiner.

Molybden er en del av mer enn 20 enzymer, mens de utfører ikke bare en katalytisk, men også en strukturell funksjon.

Med mangel på Mo akkumuleres en stor mengde nitrater i vevet, knuter utvikler seg ikke på røttene til belgfrukter, planteveksten hemmes og bladene deformeres. Molybden, som jern, er nødvendig for biosyntesen av legoglobin (leghemoglobin), et oksygenbærerprotein i belgfrukter. Ved mangel blir knutene gule eller grå, mens deres normale farge er rød.

Med mangel på molybden synker innholdet av askorbinsyre kraftig, og det observeres forstyrrelser i fosformetabolismen til planter.

Hos planter som mangler molybden kommer det lyse flekker på bladene, knopper kan dø, frukt og knoller sprekker.

Plantevekst er hemmet, og på grunn av brudd på syntesen av klorofyll, ser plantene blekgrønne ut. Disse tegnene ligner på en nitrogenmangel.

Avlinger som er følsomme for molybdenmangel: korn, belgfrukter, sukkerroer, tomater, kål, alfalfa.

Som en del av forskjellige typer planter ble det funnet mer enn 60 grunnstoffer, hvorav, i tillegg til de som er nevnt ovenfor, også natrium, silisium, klor, kobolt, kobber og aluminium anses av noen forfattere som nødvendige.

ligger i et anlegg silisium impregnerer cellevegger og gjør dem harde og motstandsdyktige mot insektskader og beskytter cellene mot soppinfeksjon. Silisium er også viktig for veksten av kiselalger.

Klor anses å være et enzymstimulerende middel. Betydning klor er for grønne fotosyntetiske planter. Det finnes informasjon om klors effekt på nitrogenomsetningen. Ved å konsentrere seg i anlegget i vakuoler kan klorider utføre en osmoregulerende funksjon. Klormangel er sjelden og forekommer bare i svært alkalisk jord.

Handling aluminium sett på som en katalysator. I tillegg, med noe overflødig akkumulering av aluminium i planten, endres fargen på blomstene. Således, for eksempel, under påvirkning av akkumulering av aluminium i Hydrangea-planten, endres normalt røde eller hvite blomster til blå eller lilla.

Natrium akkumuleres i planter i betydelige mengder, men spiller ikke en betydelig rolle i livet deres, siden det helt kan utelukkes fra næringsløsningen. For halofytter, planter i saltholdige områder, favoriserer imidlertid tilstedeværelsen av natrium vekst.

Innhold kobolt gjennomsnitt 0,00002 %. Spesielt kobolt er nødvendig belgfrukter, da den deltar i fikseringen av atmosfærisk nitrogen. Kobolt er en del av kobalamin (vitamin B12 og dets derivater), som syntetiseres av bakterier i knuter på belgplanter, samt enzymer i nitrogenfikserende organismer involvert i syntesen av metionin, DNA og bakteriell celledeling. Med koboltmangel undertrykkes leghemoglobinsyntesen, proteinsyntesen reduseres og størrelsen på bakterieoider reduseres. Dette taler for behovet for kobolt. Behovet for kobolt for høyere planter som ikke er i stand til nitrogenfiksering er etablert. Påvirkningen av kobolt på funksjonen til det fotosyntetiske apparatet, proteinsyntese, dets forhold til auxinmetabolismen er vist. Vanskeligheten med å løse problemet med behovet for kobolt for alle planter ligger i det faktum at behovet for det er ekstremt lite.

Kobber aktiverer dannelsen av proteiner og vitaminer B. Som sink aktiverer det enzymet og forhindrer for tidlig aldring av planteceller. Det tar del i metabolismen av proteiner og karbohydrater i planten. Øker plantens immunitet mot sopp- og bakteriesykdommer betydelig. Dette elementet er veldig lite i sand- og torvjord. Kobbermangel viser seg i vedvarende visne toppblader, selv med god fuktighetstilførsel, til de faller av. Det er en død av kantene på unge blader, etterfulgt av deres klorose og vridning; frigjøringen av pollenkorn reduseres, som et resultat av at pollineringen av planter avtar. Det er en betydelig reduksjon i avlingsutbytte (hvis det ikke er visuelle tegn på sporelementmangel); losji kan observeres i kornavlinger; på fruktavlinger hengende grener og kroner kan observeres.

Planter er i stand til å absorbere fra miljøet i større eller mindre mengder nesten alle elementer i det periodiske systemet. I mellomtiden, for den normale livssyklusen til en planteorganisme, er bare en viss gruppe grunnleggende ernæringselementer nødvendig, hvis funksjoner i planten ikke kan erstattes av andre kjemiske elementer. Denne gruppen inkluderer følgende 19 elementer:

Blant disse hovednæringsstoffene er det faktisk bare 16 som er mineralske, siden C, H og O kommer inn i planter hovedsakelig i form av CO 2, O 2 og H 2 O. Elementene Na, Si og Co er gitt i parentes, siden deres nødvendighet for alle høyere planter ennå ikke er fastslått. Natrium absorberes i relativt høye mengder av noen arter av familien. Chenopodiaceae (Chenopodiaceae), spesielt rødbeter, samt arter tilpasset saltholdighetsforhold, og i dette tilfellet er nødvendig. Det samme gjelder for silisium, som finnes i spesielt store mengder i kornhalmen; for ris er det et essensielt element.

De fire første elementene - C, H. O, N - kalles organogener. Karbon er gjennomsnittlig 45% av den tørre massen av vev, oksygen - 42, hydrogen - 6,5 og nitrogen - 1,5. og alt sammen - 95%. De resterende 5 % er askestoffer: P, S, K, Ca, Mg, Pe, A1, Si, Na osv. O mineralsammensetning planter bedømmes vanligvis ved analysen av asken som er igjen etter forbrenning av planteorganisk materiale. Innholdet av mineralske elementer (eller deres oksider) i en plante uttrykkes vanligvis som en prosentandel av tørrstoffmassen eller som en prosentandel av askemassen. Askestoffene oppført ovenfor er makronæringsstoffer.

Elementer som er tilstede i vev i konsentrasjoner på 0,001 % og under fra tørrvekten av vev, kalt mikroelementtami. Noen av dem spiller en viktig rolle i metabolismen (Mg, Cu, Zn, Co, Mo, B, C1).

Innholdet av et eller annet element i plantevev er ikke konstant og kan endres sterkt under påvirkning av miljøfaktorer. For eksempel. Al, Ni, F og andre kan akkumuleres i planter til giftige nivåer. Blant de høyere plantene er det arter som skiller seg kraftig ut i innholdet i vevet av slike elementer som Na, som allerede nevnt, og Ca, i forbindelse med hvilke plantegruppene av natriofiler skilles. , kalsiumfiler(de fleste belgfrukter, inkludert bønner, bønner, kløver), kalsiumfober (lupin, hvitskjegg, sorrel, etc.). Disse spesifikke egenskapene skyldes jordsmonnets natur på opprinnelsesstedene og habitatet til arter, en viss genetisk fiksert rolle som rockede elementer spiller i plantemetabolismen.

Bladene er de rikeste på mineralske elementer, der aske kan utgjøre fra 2 til 15 % av tørrstoffmassen. Minste askeinnhold (0,4-1%) ble funnet i trestammer.

Nitrogen . For planter er nitrogen et mangelfullt grunnstoff.Hvis noen mikroorganismer er i stand til å assimilere atmosfærisk nitrogen, så kan planter bare bruke mineralsk nitrogen, og dyr kan bare bruke nitrogen av organisk opprinnelse, og selv da ikke noe. For eksempel absorberes ikke urea direkte av dyrekroppen. Mens dyr er ganske sløsing med nitrogen, frigjør urinsyre. urea og andre nitrogenholdige stoffer slipper planter nesten ikke ut nitrogenholdige forbindelser som avfallsstoffer, og der det er mulig erstattes nitrogenholdige forbindelser med nitrogenfrie stoffer. For eksempel, i planter inkluderer ikke polyakkaridene i cellemembraner hekeosaminer som er karakteristiske for mukopolysakkarider fra dyr og kitin fra leddyr og sopp.

Med mangel på nitrogen i habitatet hemmes planteveksten, dannelsen av sideskudd og tilering i korn svekkes, og småbladede blader observeres. Samtidig avtar røttenes forgrening, men forholdet mellom massen av røttene og luftdelen kan øke. En av de tidlige manifestasjonene av nitrogenmangel er den blekgrønne fargen på bladene, forårsaket av en svekkelse av syntesen av klorofyll. Langvarig nitrogensulting fører til hydrolyse av proteiner og ødeleggelse av klorofyll, først og fremst i de nedre, eldre bladene og utstrømning av løselige nitrogenforbindelser til yngre blader og vekstknopper. På grunn av ødeleggelsen av klorofyll får fargen på de nedre bladene, avhengig av plantetype, gul-oransje eller røde toner, og med en uttalt nitrogenmangel kan nekrose, uttørking og vevsdød forekomme. Nitrogensulting fører til en reduksjon i perioden med vegetativ vekst og tidligere frømodning.

Fosfor som nitrogen, vesentlig element plantenæring. Det absorberes av dem i form av høyere oksid PO 4 ~ og endres ikke, og er inkludert i organiske forbindelser. I plantevev er konsentrasjonen av fosfor 0,2-1,3 % av plantens tørrmasse Fosforreserver i det dyrkbare laget av jorda er relativt små, ca 2,3-4,4 t/ha (i form av P 2 O 5) . Av denne mengden faller 2 / s på mineralsaltene av ortofosforsyre (H 3 PO 4), og " / s ~~ på organiske forbindelser som inneholder fosfor (organiske rester, humus, fytater etc.) Fytater utgjør opptil halvparten av det organiske fosforet i jorda. Mest av Fosforforbindelser er lett løselige i jordløsning. Dette reduserer på den ene side tapet av fosfor fra jorda på grunn av utvasking, men begrenser på den annen side mulighetene for bruk av det av planter.Den viktigste naturlige kilden til fosfor i åkerlaget er forvitringen av jorddannende bergarter, hvor den hovedsakelig finnes i form av apatitter ZСа 3 (PO 4) 2 CaP 2 mfl. Trisubstituerte fosforsalter av kalsium og magnesium og salter av jern- og aluminiumseskvioksider (FePO 4. A1PO 4 i sur jord) er lett løselige og utilgjengelige for planter. To-substituerte og spesielt en-substituerte salter av kalsium og magnesium, spesielt salter av monovalente kationer og fri ortofosforsyre, er løselige i vann og brukes av planter som hovedkilden til fosfor i jordløsningen.

Svovel er et av de viktigste næringsstoffene som er nødvendige for plantens levetid. Det kommer hovedsakelig inn i dem i form av sulfat. Innholdet i plantevev er relativt lavt og utgjør 2-1,0 % basert på tørrvekt. Behovet for svovel er høyt i planter rike på proteiner, som belgfrukter (alfalfa, kløver), men det er spesielt uttalt hos representanter for korsblomstfamilien, som syntetiserer oljer i store mengder.

Utilstrekkelig tilførsel av svovel til planter hemmer syntesen av svovelholdige aminosyrer og proteiner, reduserer fotosyntesen og veksthastigheten til planter, spesielt luftdelene. I akutte tilfeller blir dannelsen av kloroplaster forstyrret og deres oppløsning er mulig. Symptomer på svovelmangel - bleking og gulfarging av bladene - ligner tegn på mangel på nitrogen, men dukker først opp hos de yngste revene og søyer. Dette viser at utstrømmingen av svovel fra eldre blader ikke kan kompensere for utilstrekkelig tilførsel av svovel til plantene gjennom lo.

Kalium - et av de mest nødvendige elementene i mineralernæringen til planter, innholdet i vev er gjennomsnittlig 0,5-1,2% basert på tørrvekt. I lang tid tjente aske som hovedkilden til kalium, noe som ble reflektert i navnet på elementet (avledet fra ordet - digelaske). Innholdet av kalium i cellen er 100-1000 ganger høyere enn nivået i det ytre miljøet. Det er mye mer i vev enn andre kationer.

Kaliumreservene i jorda er 8-40 ganger større enn innholdet av fosfor, og nitrogen - 5-50 ganger. I jorda kan kalium finnes i følgende former: i sammensetningen av krystallgitteret av mineraler, i utvekslings- og ikke-utvekslingstilstanden i kolloidale partikler, i sammensetningen av avlingsrester og mikroorganismer, i form av mineralsalter av jordløsningen.

Den beste ernæringskilden er løselige kaliumsalter (0,5 - 2 % av bruttoreservene i jorda). Ettersom de mobile formene for kalium konsumeres, kan reservene i jorda fylles på bekostning av utskiftbare former, og når sistnevnte avtar, på bekostning av ikke-utskiftbare, faste former for kalium. Alternativ tørking og fukting av jorda, samt aktiviteten til rotsystemet til planter og mikroorganismer, bidrar til overgangen av kalium til tilgjengelige former.

I planter er kalium konsentrert i størst mengde i unge, voksende vev preget av et høyt nivå av metabolisme: meristemer, kambium, unge blader, skudd, knopper. I celler finnes kalium hovedsakelig i ionisk form, det er ikke en del av organiske forbindelser, har høy mobilitet og er derfor lett regulert. Bevegelsen av kalium fra gamle til unge blader forenkles av natrium, som kan erstatte det i vevet til planter som har sluttet å vokse.

I planteceller er omtrent 80 % av kalium inneholdt i vakuoler. Det utgjør hoveddelen av cellesaftkationene. Derfor kan kalium vaskes ut av planter ved regn, spesielt fra gamle blader. En liten del av denne kationen (ca. 1%) er sterkt assosiert med mitokondrie- og kloroplastproteiner. Kalium stabiliserer strukturen til disse organellene. Under kaliumsult blir den lamellære-tranulære strukturen til kloroplaster forstyrret og membranstrukturene til mitokondrier er uorganiserte. Opptil 20 % av cellens kalium adsorberes på kolloidene i cytoplasmaet. I lys er bindingsstyrken til kalium med kolloider høyere enn i mørket. Om natten kan til og med frigjøring av kalium gjennom plantens rotsystem observeres.

Kalium tjener som hovedprogion for å nøytralisere de negative ladningene til uorganiske og organiske anioner. Det er tilstedeværelsen av kalium som i stor grad bestemmer de kolloid-kjemiske egenskapene til cytoplasmaet, som i betydelig grad påvirker nesten alle prosesser i cellen. Kalium bidrar til å opprettholde hydreringstilstanden til kolloidene i cytoplasmaet, og regulerer dens vannholdende kapasitet. En økning i hydreringen av proteiner og cytoplasmaets vannholdende kapasitet øker plantens motstand mot tørke og frost.

Kalsium . Det totale kalsiuminnholdet i forskjellige plantearter er 5-30 mg per 1 g tørrvekt. Genieraser i forhold til kalsium er delt inn i tre grupper: kalsiumfiler, kalsiumfobs og nøytrale typer. Mye kalsium inneholder belgfrukter, bokhvete, solsikke, poteter, kål, hamp, mye mindre - frokostblandinger, lin, sukkerroer. I vevet til tobladede planter er dette elementet som regel større enn i monocots.

Kalsium akkumuleres i gamle organer og vev. Dette skyldes det faktum at transporten utføres gjennom xylem og gjenbruk er vanskelig. Med aldring av celler eller en reduksjon i deres fysiologiske aktivitet, beveger kalsium fra cytoplasmaet seg til vakuolen og avsettes i form av uløselige salter av oksalsyre, sitronsyre og andre syrer. De resulterende krystallinske inneslutningene hemmer mobiliteten og muligheten for gjenbruk av denne katten. Kalsium utfører en rekke funksjoner i metabolismen av celler og kroppen som helhet. De er assosiert med dens innflytelse på strukturen til membraner, ionstrømmer gjennom dem og bioelektriske fenomener, på omorganiseringer av cytoskjelettet, prosessene med polarisering av celler og vev, etc. Kalsium aktiverer en rekke enzymatiske cellesystemer: dehydrogenaser (glutamatdehydrogenase). , malatdehydrogenase, glukose-6-fosfatdehydrogenase. ), amylase, adenylat og argininkinaser, lipaser, fosfataser. I dette tilfellet kan kalsium fremme aggregeringen av proteinunderenheter, tjene som en bro mellom enzymet og substratet og påvirke tilstanden til det allosteriske senteret til enzymet. Overskudd av kalsium i ionisk form hemmer oksidativ fosforylering og fotofosforylering av ionet.

Ungt meristematisk vev og rotsystemet er de første som lider av mangel på kalsium. Delende celler danner ikke nye cellevegger og resulterer i flerkjernede celler som er karakteristiske for kalsium-mangelfulle meristemer. Dannelsen av laterale røtter og rothår stopper, rotveksten avtar. Mangel på kalsium fører til hevelse av pektiske stoffer, noe som forårsaker cellevegger og celleødeleggelse. Som et resultat sys røttene, bladene, individuelle delene av stilken sammen og dør. Spissene og kantene på bladene blir først hvite 1. og deretter svarte, bladblader og krøller. Nekrotiske områder på frukt, lagring og vaskulært vev.

Magnesium. Når det gjelder innhold i planter, er magnesium på fjerde plass etter kalium, nitrogen og kalsium. I høyere planter er dets gjennomsnittlige innhold i den beregnede tørrvekten 0,02 - 3,1 %, i alger 3,0 - 3,5 %. Jeg liker den spesielt i kortdagsplanter - mais, hirse, sorghum, hamp, samt i poteter, rødbeter, tobakk og belgfrukter. 1 kg ferske blader inneholder 300-800 mg magnesium, hvorav 30-80 mg (dvs. 1/10 del) er en del av klorofyll. Det er spesielt mye magnesium i unge celler og voksende vev, samt i generative organer og lagringsvev. I karyopser akkumuleres magnesium i kimen, hvor nivået er flere ganger høyere enn innholdet i endospermen og skallet (for mais henholdsvis 1,6, 0,04 og 0,19 % av tørrvekten).

Virkningen av magnesium på andre områder av stoffskiftet er oftest forbundet med dens evne til å regulere arbeidet til enzymer, og dens betydning for en rekke enzymer er unik. Magnesiummangel fører til nedgang i fosforinnholdet i planter, selv om fosfater finnes i tilstrekkelige mengder i næringssubstratet, spesielt siden fosfor transporteres gjennom planten hovedsakelig i organisk form. Derfor vil magnesiummangel hemme dannelsen av organofosforforbindelser og følgelig fordelingen av fosfor i plantekroppen. Med mangel på magnesium blir dannelsen av plastider forstyrret: kloroplastmatrisen blir klar, grana holder seg sammen. Stroma-lameller bryter og danner ikke en enkelt struktur; i stedet vises mange vesikler. Med magnesiumsult dukker det opp flekker og striper av lysegrønt, og deretter gult, mellom de grønne årene. Kantene på bladbladene blir gule, oransje, røde eller mørkerøde, og denne "marmorfargen" på bladene, sammen med klorose, er et karakteristisk tegn på mangel på magnesium. På senere stadier av magnesiumsulting observeres også lysegule og hvitaktige striper på unge blader, noe som indikerer ødeleggelsen av kloroplasten i dem, og deretter av karotenoider, og bladsonene ved siden av karene forblir grønne lenger. Deretter utvikler klorose og nekrose, og påvirker først og fremst toppen av bladene.

Jern . Gjennomsnittlig innhold av jern i planter er 0,02-0,08%. Som en del av forbindelser som inneholder hem (alle cytokromer, katalase og i ikke-hemform, tar jern del i funksjonen til de viktigste redokssystemene for fotosyntese og respirasjon. Sammen med molybden deltar jern i reduksjonen av nitrater og fiksering av molekylært nitrogen fra knutebakterier, som er en del av nitratreduktase og nitrogenase Jern katalyserer også de første stadiene av klorofyllsyntesen (dannelsen av 8-aminolevulinsyre og progoporfyriner). Derfor fører utilstrekkelig jerntilførsel til planter under vannfylte forhold og på karbonatjord. en reduksjon i intensiteten av respirasjon og fotosyntese og kommer til uttrykk i gulfarging av bladene (klorose) og deres raske fall .

Silisium finnes i alle planter. Spesielt mye av det i celleveggene. Planter som samler opp silisium har sterke stengler. Mangel på silisium kan hemme veksten av korn (mais, havre, bygg) og tofrøbladede planter (agurker, tomater, tobakk, bønner). Utelukkelse av silisium under reproduksjonsstadiet fører til en reduksjon i antall frø, mens antallet modne frø reduseres. I fravær av silisium i næringsmediet blir ultrastrukturen til celleorganeller forstyrret.

Aluminium refererer også til makronæringsstoffer som bare noen planter trenger. Det antas at det er av stor betydning i metabolismen av hydrofytter. Det er interessant å merke seg at bregner og te konsentrerer denne kationen. Ved mangel på aluminium observeres klorose i tebladet, men høye konsentrasjoner er giftige for planter. I høye doser binder aluminium seg til fosfor i cellene, noe som til slutt fører til fosforsult hos planter.