Колір рослин як ознака нестачі елементів живлення

Самостійне вивчення № 5.

Макро- і мікроелементи у житті рослинного організму та візуальна діагностика живлення.

Література: 8 (с.163 – 171).

Для повноцінного живлення рослини використовують переважну більшість із відомих хімічних елементів. Найважливішими з них є 20-25 елементів, такі, як азот, фосфор, калій, магній, цинк та ін.

Азот як основа життя є складовою частиною багатьох органічних сполук - аміно­кислот, амідів та білків, нуклеїнових кислот та їх похідних, алкалоїдів, хлорофілу, регу­ляторів росту, ферментів та інших. У складі сухої речовини рослин його міститься від 1,5 до 5,0%. Як нестача, так і надлишок азоту в ґрунті призводить до зниження продук­тивності культури та погіршення якості врожаю. Цей елемент може реалізуватися та відтікати із раніш утворених частин рослини в молоді, більш активні органи. Тому не­стача його, в першу чергу, проявляється на вигляді листків, які закінчили ріст. Сповіль­нюється ріст стебла, листків та коренів. Пожовтіння листків (особливо нижніх) через розклад хлорофілу змінюється побурінням тканин і їх засиханням, потім ці ознаки пе­редаються на подальший ярус. У злаків укорочується суцвіття (колос зверху, волоть знизу) і виникає малоозерненість колосу. Формується щупле, невиповнене зерно. Ха­рактерне пожовтіння нижніх листків кукурудзи починається з верхнього кінчика листка, а продовжується впродовж центральної жилки, причому краї листка деякий час зали­шаються зеленими. Оптимальне азотне живлення культури дозволяє максимально ре­алізувати потенціал сорту та отримати високоякісну продукцію.

Фосфор входить до складу нуклеїнових кислот, нукпеопротеїдів, фосфатидів, цукрофосфатів, фітину та лецитину, тобто сполук, що відповідають за спадковість та перенесення генетичної інформації, беруть участь у процесах дихання, біосинтезі складних вуглеводів та у протіканні фотосинтезу. Цей елемент є складовою частиною багатьох макроергічних сполук, таких, як: АТФ, АДФ та аденозинмонофосфат-АМФ, що є джерелами енергії у рослинному організмі.

У молодих рослинах фосфор легко переміщується із старих тканин у молодші, а при дозріванні більша частина засвоєного фосфору накопичується у насінні та плодах. Свідченням цього є наявність фосфору у складі золи насіння зернових і зе­рнобобових культур у межах 40-45%, соломи – у 3-5 разів менше. Кількість органічних сполук у рослинах різко переважає над мінеральними (у середньому, 89% від загального фосфору). Цей елемент мало впливає на накопичення білка у рослинах. Водночас достатнє фосфорне живлення підвищує частку генеративних органів у загальній біомасі врожаю, збільшує вміст крохмалю в продукції та цукру в корене­плодах, фруктах та овочах. Також покращується якість волокна у луб'яних культу­рах. Дефіцит фосфору починає проявлятися з нижніх листків, вони мають зелений колір із блакитним відтінком (за достатньої кількості азоту), але між жилками з’являються бурі плями, які згодом зливаються, і листок повністю засихає. Часто на стеблі та листі утворюється фіолетово-червоний відтінок, а краї листкових пласти­нок загинаються догори. У цілому рослини відстають у рості та сповільнюється їх онтогенез (табл. 1).

Калій не входить до складу органічних сполук рослин. Цей елемент в іонній формі концентрується у цитоплазмі та вакуолях і відсутній у ядрі. До 20% калію утримується у клітинах у обмінно-поглинутому стані колоїдами цитоплазми, до 1% необмінно погли­нають мітохондрії, а основна частина (до 80%) знаходиться у клітинному соці і легко вимивається водою. В золі насіння зернових і зернобобових культур його міститься до 30-40%, бульб картоплі і коренеплодів буряків - до 40-60%, а у листках більшості куль­тур - 30-50%.

Слід зазначити, що у молодих частинах рослин калію значно більше, ніж у старих. Він впливає на гідратацію колоїдів цитоплазми, що допомагає краще утримувати воду і переносити посуху, підвищує зимо- і морозостійкість рослин та стійкість до грибкових і вірусних захворювань. Калій посилює синтез високомолекулярних вуглеводів (целюло­зи, геміцелюлози, пектинових речовин, ксиланів), що зумовлює потовщення клітинних стінок соломини злаків і підвищення стійкості до вилягання, а у коноплі та льону поліп­шує якість волокна. Під впливом калію посилюється накопичення крохмалю в бульбах картоплі, сахарози - в коренеплодах буряків і цукрів - у плодах та овочах. Дефіцит ка­лію порушує метаболізм у рослинах; ослаблюється діяльність деяких ферментів, погі­ршується вуглеводнево-білковий обмін, збільшуються втрати цукрів на дихання, що зумовлює утворення щуплого зерна, зниження схожості та життєздатності насіння. Не­достатнє калійне живлення призводить до збільшення грибкових захворювань та погі­ршення лежкості, а також може призвести до “крайового опіку” нижніх листків. При хроні­чному калійному голодуванні призупиняється ріст стебел та міжвузлів, затримується дозрівання зерна та плодів.

Таблиця 1.

Колір рослин як ознака нестачі елементів живлення

Мікроелементи беруть участь в усіх життєво важливих процесах, таких як фото­синтез, дихання, окислювально-відновні процеси, ферментативна діяльність, процесах росту і розвитку рослин, нуклеїновому та білковому обміні, у синтезі вітамінів та росто­вих речовин, регулюють стан протоплазми, надходження іонів. Їх застосу­вання у рослинництві дає можливість регулювати у потрібному напрямку врожайність рослин та якість врожаю за рахунок підвищення вмісту білків, вуглеводів, жирів, вітамі­нів, мінеральних елементів, покращання якості силосної маси, що має неабияке зна­чення у харчуванні тварин. При цьому мікроелементи проявляють себе як активатори, що прискорюють біохімічні та фізіологічні процеси, або як регулятори окисно-відновних процесів, тобто виступають або складовою, або активатором ряду ферментів. За наяв­ності мікроелементів рослини краще поглинають із ґрунту інші поживні речовини.

Бор посилює ріст пилкових трубочок та проростання пилку, збільшуючи кількість квіток та плодів, поліпшує вуглеводний обмін та бере участь у білковому і нуклеїновому синтезі. Вважається, що основна фізіологічна роль бору - це регулювання кількості ау­ксинів та фенольних сполук. При його дефіциті порушується весь цикл обміну вуглево­дів, формування репродуктивних органів, запилення та плодоношення. Особливо чут­ливі до нестачі бору дводольні. У них при його дефіциті накопичуються феноли, аукси­ни і порушується нуклеїновий обмін та синтез білка.

Середній вміст бору в рослинах досягає 0,0001%. Як надлишок, так і дефіцит його у ґрунті зумовлює значні втрати врожаю та погіршення його якості і лежкості продукції, а деколи навіть може викликати захворювання тварин і людей. При нестачі бору у рос­лин пшениці формується дрібний колос із сухим «стяговим» листком; кукурудза набуває зовнішніх ознак, подібних до тих, що проявляються при калійному голодуванні; в ово­чевих культурах на нижніх листках з'являється краєвий опік, потім листки деформують­ся і висихають. Дефіцит цього елементу проявляється на підзолистих ґрунтах та на тих, де проведено вапнування повними нормами. Основними негативними наслідками борного голодування є відмирання точок росту, зниження крохмалистості бульб карто­плі і цукристості коренеплодів цукрових буряків, погіршення якості волокна луб'яних культур. Нестача бору стимулює інтенсивний розвиток хвороб: парші картоплі, гнилі сердечка і сухої гнилі у коренеплодів, кореневої гнилі капусти, засихання верхівок тю­тюну, дуплистості турнепсу, відмирання точки росту соняшнику.

Фізіологічна роль міді значною мірою визначається її наявністю в складі білків та ферментів (до 50% загального вмісту міді у листках знаходиться у складі білка пласто-ціаніну). Цей мікроелемент посилює зв’язування молекулярного азоту із атмосфери, засвоєння азоту із ґрунту та добрив, накопичення білків; зменшує інтенсивність розпа­ду хлорофілу; знижує дію на ріст високих доз рістактивуючих речовин; підвищує здат­ність рослин протистояти виляганню; збільшує їх посухо-, морозо- та жаростійкість. На­явність міді може погіршувати товарний вигляд картоплі та овочів через окислення мідьвмісного ферменту тирозінази. Дефіцит міді затримує ріст та цвітіння рослин, викли­кає хлороз та втрату тургору. У злаків при гострій її нестачі біліють кінчики листків і не розвивається колос (хвороба "біла чума", а у плодових - проявляється суховершинність. Використання мідьвмісних добрив є найбільш ефективним на осушених торфовиках, дерново-глеєвих, заболочених і легких ґрунтах. Найбільш чутливі до внесення міді злакові культури, трави, льон, конопля, коренеплоди, соняшник і буряки. Потреба у міді зростає при застосуванні високих доз азотних добрив. Виникненню дефіциту міді сприяє нестача чи надлишок органічної речовини у ґру­нті, надлишок азоту, фосфору та цинку, а також висока вологість ґрунту. За даними Інституту фізіології рослин АН України, землі, бідні на рухомі форми міді, - це, насам­перед, органогенні та торф’яні ґрунти. Зазначена взаємодія може бути антагоністичною або синергічною, що визначаєть­ся властивостями мікроелементів, особливостями ґрунту і фізіологічними властивос­тями.

Таблиця 2.