Микроэлементы
В природе, для развития растения, ему требуются: вода, воздух, свет, подходящая температура и 16 питательных веществ. Два элемента – углерод и кислород растение поглощает из воздуха и воды. Остальные 14 элементов из почвы.
Питательные вещества разделяются на две группы в соответствии с необходимым для растения количеством. Макроэлементы – это элементы, уровень которых в растении относительно высок. Группу макроэлементов мы можем разделить на две подгруппы: основные макроэлементы и вторичные макроэлементы. Элементы азот (N), фосфор (P), калий (K) – основные макроэлементы, а кальций (Ca), магний (Mg) и сера (S) – вторичные. Микроэлементы, которые нужны растению в следовых количествах это – железо (Fe), марганец (Mn), бор (B), цинк (Zn), медь (Cu), молибден (Mo), хлор (Cl), натрий (Na), никель (Ni), кремний (Si), кобальт (Co) и селен (Se). Микроэлементы тоже разделяются на две подгруппы: существенные и несущественные микроэлементы. Этот термин ввели Эрнон и Стаут в 1939 году. Они определили три критерия, которым должен удовлетворять существенный элемент.
Эти критерии:
1. Растение не может пройти свой жизненный цикл при отсутствии этого элемента
2. Другой элемент не может заменить функцию этого элемента
3. Элемент должен быть напрямую включен в метаболизм растения
Эти три критерия позволяют отличить существенные элементы от полезных элементов.
Полезные элементы это те элементы, которые могут компенсировать токсичные эффекты других элементов, или могут заменить некоторые функции других элементов, такие, например, как поддержание осмотического давления. Но они не критичны для растения.
Существенные элементы: Железо (Fe), марганец (Mn), цинк (Zn), медь (Cu), бор (B), молибден (Mo), хлор (Cl), никель (Ni)
Полезные элементы: Натрий (Na), кремний (Si), кобальт (Co), селен (Se)
Важность микроэлементов
Важность микроэлементов была исследована в 1840 году немецким химиком Фрайером Юстусом фон Либихом. Он определил “Закон минимума”, который описывает эффект каждого элемента в растении. Например, если растение получает лишь 10% калия от необходимой нормы, а магния 50% от нормы, то ограничивающим фактором роста растения будет недостаток калия. По имени учёного названо образное представление этого закона — так называемая «бочка Либиха». Суть модели состоит в том, что вода при наполнении бочки начинает переливаться через наименьшую доску в бочке и длина остальных досок уже не имеет значения.
| Элемент | Функция | Среднее содержание в растении, % |
| Железо |
• Содержится в хлоропластах и участвует в фотосинтезе и метаболизме азота и серы • Участвует в синтезе хлорофилла • Участвует в дыхательной системе клетки • Участвует в делении и росте клетки • Необходимый элемент многих ферментов в растении |
10 |
| Марганец |
• Преобладает в метаболизме органических кислот и азота • Активирует восстановление нитрита и гидроксиламина до аммиака • Играет роль в важных ферментах, включенных в дыхание и синтез ферментов • Активатор реакции ферментов, таких, как окисление и восстановление, гидролиз • Прямое влияние на преобразование света в хлоропласте |
5 |
| Цинк |
• Образование триптофана, предшественника гормона роста (ауксина) • Образование зерен и семян • Обеспечивает созревание • Рост растения • Синтез протеинов • Преобразование и потребление крахмала и азота |
2 |
| Бор |
• Синтез РНК и ДНК • Образование гормонов • Обеспечение созревания • Эффект азотного и карбогидратного метаболизма • Водообеспечение в растении |
2 |
| Медь |
• Активатор энзимов • Основная функция в фотосинтезе, отвечает за связывание солнечной энергии • Основная функция в стадии размножения • Неглавная роль в образовании хлорофилла • Увеличение сахаров • Интенсивность цвета • Улучшает аромат фруктов и овощей • Участвует в метаболизме белков и углеводов |
0.6 |
| Молибден |
• Фиксация азота • Уменьшение нитратов • Рост растения |
0.01 |
| Хлор |
• Активатор ферментов, которые высвобождают кислород из воды при фотосинтезе. • Регулятор тургора и роста клетки и устойчивости к засухе |
10 |