Елементи живлення і їх роль для рослин

Крім сонячного світла, вуглекислого газу, кисню і води виділяють чотирнадцять важливих елементів живлення для росту рослин. Вони поділяються на: Макроелементи – N, P, K (азот, фосфор, калій). Мезоелементи – Са, Mg, S (кальцій, магній, сірка). Мікроелементи – Fe, Mn, B, Zn, Cu, Mo, Cl, Ni (залізо, марганець, бор, цинк, мідь, молібден, хлор, нікель). Макро- і мезоелементи необхідні рослинам в найбільшій кількості, оскільки вони являються складовими багатьох компонентів рослин, включаючи білки, нуклеїнові кислоти і хлорофіл, та важливі для таких фізіологічних процесів, як дихання, підтримка осмотичного тиску. Головна роль мікроелементів в рослинах полягає в тому, що вони входять до складу ферментів, які являються каталізаторами біохімічних процесів, підвищуючи їх активність. Нестача мікроелементів призводить не лише до зниження урожаю, а й викликає ряд захворювань у рослин, інколи і їх загибель, внаслідок чого знижується якість продуктів харчування людини та тварин. Мікроелементи стимулюють ріст сільськогосподарських культур та прискорюють їх розвиток, позитивно впливають на стійкість до несприятливих умов зовнішнього середовища, грають важливу роль у боротьбі з деякими захворюваннями. Якщо в ґрунті чи в атмосфері один із елементів, що бере участь в живленні рослин, знаходиться в недостатній кількості чи недостатньо засвоюється, рослина не розвивається або розвивається погано. Елемент, що повністю відсутній чи мінімально присутній, перешкоджає іншим поживним сполукам ефективно впливати на рослину

Макроелементи
та їх роль для рослин

N Азот:

Азот – поживний елемент, що найбільше впливає на урожайність рослин. Якщо азот надходить в недостатній кількості, це проявляється візуально: рослина чахла, листки стають бліді, починаючи з найбільш старих. Урожайність може значно зменшитися, якщо дефіцит азоту триватиме протягом усього вегетаційного періоду. Відтак, це відображається на якості продукції: в основному, на порушенні білкових з‘єднань при формуванні зерна. Рослини споживають азот, розчинений у воді, тому погодні умови протягом сезону відіграють важливу роль в цьому процесі. В посушливих умовах рослини не можуть вбирати азот – як і будь-які інші поживні речовини – навіть якщо вони знаходяться в ґрунті. З іншого боку, рясні дощі і надмірне зрошення можуть призвести до вимивання азоту, особливо на легких ґрунтах. Надмірна щільність ґрунтів негативно впливає на ріст коренів, тому рослинам стає важко поглинати азот та інші поживні речовини в таких умовах.

K Калій:

Для фізіології сільськогосподарських культур калій відіграє найважливішу роль, беручи участь у розподілі води і в ферментативних процесах. Достатня наявна кількість калію може полегшити стрес, що переносять рослини в період спеки, холоду чи посухи. Калій є елементом, що впливає на урожайність багатьох культур, особливо таких як: картопля, овочі і плодові дерева. Для цих культур калій необхідний особливо на стадії формування бульб чи зав’язі плодів, при цьому він також впливає на колір плодів, їх смак і якість зберігання. Для багатьох овочевих культур потреба в калії набагато більша, ніж в азоті, із розрахунку кг/га. Наприклад, 1 тонна бульб картоплі зазвичай потребує 6-7 кг К 2 О. Глинисті ґрунти містять велику кількість калію на відміну від легких, тому останнім необхідна більша кількість даного елементу. З іншого боку, калій схильний до вилуговування, тому для овочів і інших культур з довгим вегетаційним періодом і великою потребою в калії рекомендовано поетапне живлення цим елементом.

P Фосфор:

Фосфор здійснює суттєвий вплив на фізіологію культури, оскільки відіграє вирішальну роль в розподілі енергії рослини. Потреба в фосфорі особливо велика на початку сезону для формування коренів, а також пізніше в період цвітіння і зав’язування плодів. Симптоми дефіциту починають проявлятися на старих листках, коли їх краї і кінчики стають темними чи пурпуровими. Фосфор гарно утримується частинками ґрунту і тому не є рухомим елементом, навпаки, він один із найбільш нерухомих. Його розчинність, тобто доступність, в основному залежить від температури ґрунту і показника рН, оптимальне значення якого знаходиться в межах 6-7. Чим довший контакт розчинних форм фосфору з частинками ґрунту, тим більша його кількість стає недоступною для рослин. Саме тому висока ефективність використання фосфору, як правило, досягається внесенням добрив одразу перед сівбою чи посадкою культури. Ця практика особливо актуальна на ґрунтах з високою поглинаючою здатністю.

Мезоелементи
та їх роль для рослин

S Сірка:

Сірка входить до складу білків, амінокислот, вітамінів та ензимів. У пшениці кількість сірки впливає на якість клейковини. Культури не можуть зв’язувати азот без достатньої кількості сірки. Тому важливо підтримувати оптимальне співвідношення цих елементів. Для зерна пшениці воно становить 10:1, для ріпаку – 5:1, для злакових трав – 12-14:1. Сірка в ґрунті присутня як в неорганічних, так і в органічних формах. Органічна сірка утворюється внаслідок розкладання решток рослин, тварин, комах та мікроорганізмів. Сульфатна форма сірки утворюється як побічний продукт в процесі мінералізації органічної речовини грунту, що протікає за участю мікроорганізмів.

Mg Магній:

Магній бере участь в основному процесі росту рослин, а саме в фотосинтезі, тому що магній є життєво важливою складовою рослинного хлорофілу. Таким чином, дефіцит магнію можна легко помітити на листкових пластинках, які втрачають колір між основними жилками. Потреба в магнії для фізіології рослини не така важлива, як потреба в інших поживних речовинах – кальції і сірці – але він відіграє вирішальну роль, і при помітному дефіциті листкове підживлення являється найшвидшим способом вирішення проблеми. Крім того, високий вміст калію та кальцію в ґрунті або надмірне застосування калійних добрив призводить до зменшення доступності магнію, що спричиняє появу дефіциту.

Ca Кальцій:

Кальцій являється елементом, необхідним для формування клітинних стінок. Якщо клітинні стінки товсті, рослини можуть ефективно протистояти захворюванням і механічному впливу. Це особливо важливо при вирощуванні овочів та плодовоягідних рослин. В більшості випадків дефіцит кальцію не помітний, але, наприклад, у випадку томатів він проявляється у вигляді гниття плодів. Більшість типів ґрунтів містять достатньо кальцію, проте він зв’язаний. Багато культур, яким необхідний кальцій, позитивно реагують на його додаткове застосування, навіть якщо в ґрунті міститься достатня кількість цього елемента. Наприклад, для картоплі рекомендується застосування добрив з кальцієм на стадії формування бульб в поєднанні з підгортанням і додатковим зрошенням. Рівень кальцію в ґрунті повинен бути збалансованим з іншими катіонами.

Мікроелементи
та їх роль для рослин

B Бор:

Бор підтримує структурну цілісність мембран рослин і знаходиться у великих кількостях у листі, точках росту та плодах. Бор важливий для утворення пилку, а також розвитку квіток та плодів, необхідний для виробництва нуклеїнових кислот та рослиних гормонів, а також руху цукрів у рослині. Поглинання бору рослиною знижується при низьких температурах – ріст коріння уповільнюється та спостерігається скорочення процесу транспірації. Стрес, спричинений посухою, може також посилити дефіцит бору, просто тому, що поглинання цього елементу частково визначається водоспоживанням. Дефіцит бору можна спостерігати в деформації або відмиранні точок росту. Також може порушуватися розвиток квіток, бульб, плодів і т.д. Коренеплоди і всі капустяні рослини потребують більшу кількість бору, ніж інші сільськогосподарські культури.

Mn Марганець:

Марганець бере участь у синтезі хлорофілу, фотосинтезі, розподілі кисню та активації ферментів у рослині. Як структурна складова рибосом він також відіграє ключову роль у синтезі білку, допомагаючи поліпшити утилізацію азоту. У плодах марганець важливий при утворенні вітаміну С (аскорбінова кислота) і каротину. У більшості ґрунтів вміст марганцю достатній, проте, зі зростанням рівня рН ґрунту утворюються нерозчинні оксиди, що обмежують його поглинання рослинами. Числові значення рівня рН вище 6 викликають проблеми з надходженням марганцю на піщаних ґрунтах, тоді як на більш важких ґрунтах критичний рівень рН – 7. У холодних, перезволожених ґрунтових умовах марганець стає недоступним. Як і при посушливих умовах, коли для поглинання недостатньо вологи, доступність марганцю обмежена. Ці перехідні дефіцити часто зникають після осушення ґрунту або опадів. Особливо чутливими до дефіциту марганцю є зернові культури. Тому додаткове його внесення є обов’язковим для отримання високих врожаїв.

Fe Залізо:

Залізо необхідне рослинам для ферментативних функцій і фотосинтезу, і при його недостачі листкові пластинки починають втрачати колір і жовтіють, в результаті стають зовсім білими. Залізо – хороший приклад речовин, які ґрунт зазвичай містить в більшій кількості ніж потрібно. Тим не менше, культури можуть страждати від дефіциту заліза і навіть проявляти візуальні ознаки гострої нестачі. Це відбувається тому, що доступність заліза для рослин сильно залежить від рівня рН ґрунту. Якщо цей рівень нейтральний чи кислий, рослина успішно використовує резерви ґрунту, але в лужних ґрунтах залізо щільно прикріплюється до частинок ґрунту, тому в таких випадках необхідно додатково вносити добрива з вмістом заліза для правильного росту

Cu Мідь:

Мідь відіграє роль каталізатора у фотосинтезі та диханні рослин. Вона також є складовою частиною кількох ферментів, які беруть участь у обміні вуглеводів та білків. Крім того, даний елемент бере участь у лігніфікації клітинних стінок, тим самим впливаючи на стійкість клітин до грибкових захворювань, збільшує посухо- і холодостійкість. Доступність міді залежить від рівня рН ґрунту, як і у випадку з залізом. Чим вищий рівень рН, тим нижча розчинність і доступність цього елементу.

Zn Цинк:

Цинк є каталізатором багатьох ферментних систем, що використовуються для синтезу білків та обміну вуглеводів. Він бере участь у розвитку хлоропластів. Цинк також відповідає за обмін ауксинів – регуляторів росту рослин – і, отже, є важливим для регулювання основних процесів росту. Низькі рівні цинку в рослинах знижують їх толерантність до хвороб, зокрема, до таких організмів, як Rhizoctonia spp. Високі рівні ґрунтового pH >7,5 призводять до адсорбції цинку оксидами заліза або алюмінію, зменшуючи його доступність. Проблема поширена на дуже вапняних ґрунтах, а на кислих, піщаних ґрунтах з великою кількістю опадів, цинк вимивається.

Mo Молібден:

Молібден відіграє особливу роль у перетворенні нітратів, що надходять у рослину, на нітрити, а, отже, на білки. У бобових має важливе значення при фіксації атмосферного азоту, що проходить в бульбочках, тому необхідно його додатково вносити по листу на ранніх стадіях або при обробці насіння. У порівнянні з іншими мікроелементами, молібден потрібен лише у дуже невеликих кількостях. Молібден є єдиним мікроелементом, що має підвищену доступність при зростанні рівня рН ґрунту. Рідко буває в дефіциті на нейтральних та лужних ґрунтах, проте, стає недоступним на сильно кислих ґрунтах (pH <5,5).

Ознаки нестачі
основних елементів живлення
в рослинах

N Азот - Нестача азоту сильно гальмує ріст і розвиток рослин. Проявляється у вигляді хлорозу. Листя стає світло-зеленим, дрібним, передчасно жовтіє з кінчиків. У зернових колосових сповільнюється кущіння, стебла короткі. На культурах спостерігається погіршення цвітіння, раннє опадання зав’язі.

P Фосфор - Нестача фосфору пригнічує ріст і розвиток рослин, погано розвивається коренева система. Симптоми дефіциту проявляються в першу чергу на старих листках. Листки набувають спочатку темно-зеленого, потім синювато-бузкового відтінку, можуть ставати пурпуровими чи фіолетовими. По краях листків можлива поява жовто-бурого, бурого і чорно-бурого забарвлення. Спостерігається уповільнення фаз розвитку, пригнічений ріст, пізніше настає цвітіння, ще пізніше дозрівання. Порушується білковий обмін.

K Калій - Калій визначає тургор рослиної клітини. Нестача цього елементу призводить до його втрати. Збільшується транспірація. Зменшується посухостійкість. Симптоми на листках проявляються пожовтінням між жилками, нижні листки покриваються жовто-коричневими плямами. По краях листків і на кінчиках – хлороз. На листках можуть з’являтися плями. У зернових колосових вкорочені міжвузля.

Ca Кальцій - Кальцій нерухомий в рослині і переноситься в основному з потоком води. Ось чому він накопичується в листі. Дефіцит проявляється на молодих листках і органах і часто збігається з періодами низької транспірації та руху води в рослину. Якщо кальцію не вистачає, точки росту гинуть. Коріння рослин, як правило, є першими тканинами, які виявляють дефіцит кальцію: основні корінці вкорочені, а бічні сильно ослаблені. Рослини з дефіцитом кальцію зазвичай зберігають зелене забарвлення, але листя має тенденцію до руйнування або в’янення.

Mg Магній - Нестача магнію гальмує синтез хлорофілу. Найчастіше проявляється у вигляді хлорозу між жилками, що починається зі старих листків, можлива поява сірих плям. Але на різних рослинах забарвлення листків може змінюватися від жовтувато-оранжевого до червоно-фіолетового. При цьому жилки листка залишаються зеленими. Інколи листки стають ламкими. Рослини відстають у рості і розвитку. Сповільнюється цвітіння.

S Сірка - Зовнішній прояв починається з молодих листків. Вони стають світліші, жовтувато-коричневі чи набувають білуватого відтінку. Жилки стають біднішими, ніж навколишня тканина. Стебла вкорочуються, стають крихкими. Нестача сірки позначається на процесах синтезу білків. Збільшується час дозрівання урожаю.

B Бор - Дефіцит бору проявляється в пригніченні верхівкового росту, аж до відмирання верхівкової точки росту. Спостерігається погіршення репродуктивних функцій рослин, порушення синтезу і транспортування вуглеводів, окисновідновлювальних процесів. Листки бліднуть, на кінчиках хлороз. Часто спостерігаються недорозвинені чи потворні листки. В качанах капусти проявляються порожнистості, побуріння тканин. На буряках та інших коренеплодах також проявляються побуріння чи навіть гниль серцевини.

Fe Залізо - Входить в склад найважливіших ферментів. Бере участь в процесі дихання рослин, синтезі хлорофілу і обміні речовин. Симптоми дефіциту проявляються на молодих листках, які набувають лимонно-жовтого відтінку, при чому старі листки не змінюють забарвлення. Можливе відмирання тканин, некроз по краях сильно вражених листків. Жилки залишаються зеленими. Стебла коротші і тонші.

Cu Мідь - Елемент окисно-відновлювальних ферментів і фотосинтезу, відіграє важливу роль в фітогормональній регуляції, у вуглеводному і білковому обміні. Дефіцит проявляється в скручуванні листків і зміні забарвлення. Спостерігається в’янення і спад загальної стресостійкості. Сповільнюється ріст і порушується розвиток рослин, в основному генеративний. На зернових колоски розвиваються слабо, проявляються пустоти в колосі.

Mn Марганець - Марганець нерухомий у рослині, тому дефіцит проявляється в першу чергу на молодих листках. Перші симптоми – загальна блідість. Ділянки між листковими жилками жовтіють, а листки стають м’якими і ламкими. При важкому стані ці жовті ділянки гинуть. Овес є найбільш чутливою культурою до дефіциту марганцю, за ним слідують ячмінь, пшениця, тритикале та жито

Zn Цинк - Ріст рослин слабкий і сповільнений. На листках, які щойно розпустилися, симптоми найбільш виражені. Проявляються у вигляді хлорозу, жовтуватої плямистості, що переходить на жилки. Вкорочення міжвузля. На деяких культурах проявляється утворення розеток.

Mo Молібден - Рослини повільно ростуть і мають блідо-зелене листя. Оскільки молібден порівняно рухливий, симптоми часто спостерігаються спочатку на старих листках. Дефіцит молібдену призводить до міжжилкових плямистостей, а також до крайового хлорозу або відмирання старого листя. Дефіцит частіше зустрічається у бобових, ніж у зернових. У плодових дефіцит гальмує вироблення пилку, що призводить до зниження утворення плодів.