Растению для нормального развития необходимы минеральные элементы, как макроэлементы, так и микроэлементы. Доказана очень важная роль микроэлементов в жизни растений. Не смотря на то, что они необходимы растению в очень малых количествах, но они влияют на физико-химическое состояние коллоидов протоплазмы, на обмен углеводов и белков, способствуют синтезу хлорофилла, а так же входят в состав ферментов растений. Наиболее важны в жизни растений следующие микроэлементы: B, Mg, S, Сa, Mn, Fe, Co, Cu, Zn и Mo.
Наиболее полно изучено влияние бора на произрастание растений. Некоторые культуры, такие как лен, гречиха, свекла практически не могут давать урожаи в при дефиците бора. Вместе с тем бор необходим и всем другим растениям: его отсутствие вызывает ряд нарушений в росте и развитии растений, потерю иммунитета к вредителям и болезням. У многих злаковых растений в отсутствие бора получается стерильный колос. Без бора у растений нарушается нормальная жизнедеятельность, отмирают точки роста стебля и задерживается рост корней. У бобовых растений резко уменьшается количество клубеньков. Бор влияет на проницаемость протоплазмы, перемещение углеводов и в связи с этим на цветение растений, ускоряя его наступление. При недостатке бора уменьшается интенсивность цветения и завязывания плодов, задерживается рост репродуктивных органов, а при сильном борном голодании они отмирают.
Магний - входит в состав хлорофилла, фитина, пектиновых веществ, содержится в растениях и в минеральной форме. В хлорофилле содержится от 15-30 % всего магния, усваиваемого растениями. Магний играет важную физиологическую роль в процессе фотосинтеза, влияет на окислительно-восстановительные процессы в растениях. При недостатке магния усиливаются процессы окисления в растениях, а содержание аскорбиновой кислоты и инвертного сахара снижается. Недостаток магния тормозит синтез азотсодержащих соединений, особенно хлорофилла. Признаком его недостаточности является хлороз листьев. У хлебных злаков мраморность и полосчатость листьев, у двудольных растений желтеют участки листа между жилками.
Сера - входит в состав всех белков, содержится в аминокислотах, играет важную роль в окислительно-восстановительных процессах протекающих в растениях, в активировании энзимов, в белковом обмене. Она способствует фиксации азота из атмосферы, усиливая образование клубеньков бобовых растений. Источником питания растений серой являются соли серной кислоты. При недостатке серы задерживается синтез белков, так как затрудняется синтез аминокислот, содержащих этот элемент. В связи с этим проявления признаков недостаточности серы сходно с признаками азотного голодания. Развитие растений замедляется, уменьшается размер листьев, удлинняются стебли, листья и черешки становятся деревянистыми. При серном голодании листья не отмирают, хотя окраска становится бледной.Во многих случаях при внесении серосодержащих удобрений отмечаются прибавки урожайности зерновых культур.
Кальций. Роль кальция в питании растений чаще всего недооценивается. Как правило, внесение этого удобрения происходит только в ситуации острого дефицита, когда уже есть снижение продуктивности растений и качества плодов. Это недопустимая практика, так как его роль в “управлении” различными процессами у растений гораздо шире. Кальций участвует во многих метаболических процессах, происходящих внутри растения. Он необходим для формирования хорошей структуры клеточных стенок и их деления. Он влияет на обмен углеводов и белковых веществ. Потребность в кальции проявляется в самые ранние сроки роста, он необходим для построения растения. Отсутствие кальция подавляет переработку и усвоение запасных питательных веществ (крахмала, белков), которые используются проростками, молодыми листьями и растущими побегами. Кальций входит в состав клеточных стенок. Примерно 90% кальция в растении находится именно в клеточных стенках, где служит связующим фактором. Высокий уровень содержания кальция снижает восприимчивость растений к болезням.
Кальцийрегулирует водный баланс, связывает кислоты почвы, обеспечивает нормальные условия для развития корневой системы растений, улучшает растворимость многих соединений в почве. Он способствует поглощению растениями важных элементов питания, влияет на доступность растениям ряда макро- и микроэлементов. При увеличении количества кальция в почве возрастает поступление в растение ионов аммония, молибдена, но снижается подвижность марганца, цинка, бора. Недостаток катионов кальция в почве приводит к повышению кислотности почвенного раствора (если только почва не засолена и не содержит избыток натрия).
Марганец так же оказывает важное значение для процесса вегетации сельскохозяйственных культур. Марганец активирует ферменты. Отсутствие марганца вызывает угнетение фотосинтеза, уменьшается содержание хлорофилла в клетках растений. При недостатке марганца у злаковых развивается серая пятнистость, появляется поперечная линия с ослабленным тургором. У многих плодовых деревьев при недостатке марганца обнаруживается хлороз.
Железо необходимо для образования хлорофилла, так как синтез его катализируется ферментами, содержащими железо. Железо так же играет очень большую роль в процессах дыхания растений и процессе фотосинтеза в листьях растений. Без железа отмирает точка роста стебля, опадают бутоны, уменьшаются междоузлия, разрушаются хлоропласты и отмирают живые клетки. В случае недостатка железа растения заболевают хлорозом.
Кобальт. В растениях кобальт необходим для фиксации молекулярного азота, он способствует образованию бактерий в клубеньках и листьях бобовых культур. Кобальт накапливается в пыльце и ускоряет ее прорастание, участвует в ауксиновом обмене, т.е. стимулирует процессы роста растений. Этот металл участвует в клеточной репродукции листьев. Кроме того, кобальт повышает общее содержание воды в растениях, чем способствует увеличению засухоустойчивости культур. Внешние показатели недостатка кобальта в растениях схожи с признаками дефицита азота. Они проявляются в замедлении роста растений, пожелтении и хлорозе листьев, укороченном цикле развития культур. Наиболее ощутим недостаток этого микроэлемента у зернобобовых. В этом случае отмечается низкая активность клубеньков, а также снижение интенсивности образования бактероидной ткани и подвижности бактероидов. Использование кобальта во внекорневых подкормках позволяет повысить урожайность у сахарной свеклы на 35 ц/га, а сахаристость корнеплодов – на 0,8%, в результате чего сбор сахара увеличивается на 10 ц/га. Применение кобальтосодержащих соединений значительно улучшает состояние таких культур как томат, гречиха, овес, ячмень, горох. Кроме того, замечено более быстрое созревание ячменя, повышение содержания жира в семенах льна. А в томатах и кочанах капусты увеличивается количество сахара и аскорбиновой кислоты.
Медь относится наиболее важным микроэлементам, оказывающим ощутимое влияние на рост и развитие сельскохозяйственных культур. Медь участвует в окислительно-восстановительных процессах: входит в состав многих окислительных ферментов, где прочно связана с белком. Большую роль медь играет в активности ферментов хлоропластов. Достаточное количество меди в аграрных культурах улучшает сопротивляемость растений грибковым и бактериальным заболеваниям, увеличивает показатели засухо- и морозоустойчивости, а также стойкости к полеганию. Присутствие этого элемента в растительном питании способствует увеличению содержания белка в зерне, крахмала в клубнях картофеля, сахара в корнеплодах, жиров в зернах масличных культур, аскорбиновой кислоты и сахаров в ягодных и плодовых растениях.При недостатке меди в питании растений происходит нарушение развития корневой системы, в связи с чем замедляется рост всей культуры.
Цинк – микроэлемент, жизненно необходимый для для растений. Его физиологическая роль заключается в активации многих ферментативных реакций, – он является кофактором более 300 ферментов. Цинк участвует в образовании предшественников хлорофилла, входит в состав 40 ферментов, отвечает за устойчивость растений к патогенам. Цинк повышает жаро-, засухо- и морозоустойчивость культур, а также способствует утилизации фосфора. Цинк связан с гормоном роста, ауксином – низкие уровни ауксина вызывают задержку роста листьев и побегов. Дефицит цинка считается наиболее распространенным среди микроэлементов у сельскохозяйственных культур. При недостатке цинка в почве окраска листьев растений становится желто-зеленой, затем они покрываются бурыми пятнами и отмирают. Молодые листья замедляются в росте, они формируются маленького размера, происходит их деформация: они приобретают асимметричную форму, часто имеютволнообразные края. Кроме того, симптомы дефицита цинка определяют по таким внешним признакам как низкорослость растений по причине задержки верхушечного роста (укорочение высоты междоузлий), хлороз листьев между жилками, появление мелких коричневых пятен на верхних листьях и скручивание их. Наиболее чувствительны к дефициту цинка такие сельскохозяйственные культуры как кукуруза, подсолнечник, соя, рис, лен, картофель, гречиха, свекла, клевер. По сравнению с ними зерновые не столь зависимы от этого микроэлемента. Но, учитывая, что почти половина мировых площадей, занятых зерновыми культурами, имеют недостаточное количество доступного цинка, злаки не могут получить этот микроэлемент в достаточном количестве. В свою очередь, это приводит к потере урожайности.
Молибден входит в состав растительных белков. Он поступает в растения в форме аниона и концентрируется в растущих, молодых организмах. Наибольшее его количество содержат бобовые, причем, в листьях его больше, чем в корнях и стеблях. В листовых пластинках молибден сосредоточен в составе хлоропластов. При дефиците молибдена происходит изменение листьев. Наблюдается распад хлоропластов. Листья увядают или скручиваются.Замедляется рост растения.Ухудшается цветение. Цветки не формируются совсем или, не раскрываясь, опадают. Нарушается образование пыльцы. Развивается непереносимость низких температур и отсутствия достаточного количества воды.Бактерии перестают удерживать в клубнях азот. Как правило Симптомы дефицита молибдена проявляются у растений, находящихся на кислых минеральных почвах с высоким содержанием гидроксидов марганца и железа. Критический уровень содержания молибдена в растениях колеблется от 0,1 до 1 мг/кг сухой массы листьев.