К настоящему времени в растениях обнаружено более 80 элементов периодической системы Менделеева. Они различаются как концентрацией в растительных тканях, так и ролью в жизни растений.
Глава 5. Минеральные элементы NPK
В литературе можно встретить разные варианты классификации химических элементов. Мы будем использовать традиционную, которая несмотря на недостатки получила широкое распространение.
В список обсуждаемых макроэлементов включены семь: азот (N), фосфор (P),сера (S), магний (Mg), кальций (Ca), калий (K) и кремний (Si). Шесть из них (N, P, S, Mg, Ca и K) относят к необходимым, тогда как кремний — к полезным растениям элементам.
К необходимым микроэлементам отнесены восемь: железо (Fe), марганец (Mn), цинк (Zn), медь (Cu), молибден (Mo), никель (Ni), бор (B) и хлор (Cl). Кобальт (Co) и селен (Se) — элементы, полезные для растений.
Азот (Nitrogen)
Азот, как и углерод (C), — важнейший конструктивный элемент, он входит в состав многих органических соединений (белков, аминокислот, нуклеиновых кислот и др.), обеспечивая необходимые условия для роста и развития растений.
Атмосферный азот непосредственно не усваивается высшими растениями, они поглощают его из почвы в основном в форме минеральных ионов нитрата (NO3) или аммония. (NH4)
В растениях содержание азота обычно колеблется в диапазоне 1–7% от сухой массы в зависимости от вида, возраста, органа и условий произрастания растений. В зеленых частях растений содержание белкового азота самое большое: 80–85% от общего азота. В составе нуклеиновых кислот содержится около 10% азота от его общего содержания, в составе растворимых аминокислот — 5%.
В отличие от животных растения практически не выделяют азот, распад соединений азота происходит в самом растении и завершается образованием аммония, который тут же используется повторно.
Нитрат NO3(-) и Аммоний NH4(+).
Корни растения могут усваивать азот только в двух видах:
Нитрат NO3(-) очень подвижен в почве и органических субстратах и легко вымывается. Почва(субстрат) чаще всего заряжена отрицательно. Самый простой пример обычный магнит. Два одинаковых полюса отталкивают друг друга. Так и тут, отрицательно заряженный ион азота NO3(-) легко перемещается в более глубокие слои.
Аммоний NH4(+) наоборот, легко цепляется за отрицательные частицы субстрата и поэтому зачастую его концентрация может быть значительно выше чем нитрата.
Наличие большого количества аммонийного азота может привести к падению pH и блокировке многих важных элементов. Поэтому нитраты NO3(-) являются предпочтительной формой поглощения растением и должны составлять около 90% от внесенного азота.
Дефицит Азота
На практике чаще встречается избыток азота чем его недостаток. Большинство наземных экосистем характеризуется низким содержанием биологически доступных форм азота. Поэтому у растений симптомы недостатка азота могут появляться в условиях почв разного типа.
Недостаток азота как важнейшего структурного элемента отрицательно сказывается на процессах, связанных с ростом и развитием растений. Угнетенный рост побегов, слабое ветвление и кущение, мелкие листья и соцветия, бледно-желтая окраска листьев, ранний листопад — типичные симптомы недостатка азота у растений.
Изменение окраски начинается со старых листьев и распространяется далее к молодым верхушкам побегов. В случае дефицита других элементов: железа, кальция или серы, пожелтение начинается с молодых листьев, а листья и стебли могут приобретать антоциановую окраску.
При остром недостатке азота появляется некроз листьев. Торможение роста корней сопровождается уменьшением интенсивности их ветвления. Созревание страдающих от недостатка азота растений начинается раньше, а вегетативная стадия их развития укорачивается. Образующиеся плоды, клубни, корнеплоды мелкие, початки (кукуруза) искривленные.
В растениях фосфор содержится в виде неорганических и органических соединений.