Тяжелые метали і на рослини

Тяжелые метали і на растения

Введение

Тяжелые металлы (Cu, Ni, З, Pb, Sn, Zn, Cd, Bi, Sb, Hg) ставляться до мікроелементам. Те є хімічним елементам, присутнім в організмах в низьких концентраціях (зазвичай тисячні частки відсотка голосів і нижче). Вивчення мінерального харчування рослинних організмів включає у собі знайомство і з микроэлементами.

В час з допомогою спеціальних, особливо чутливих методів вдалося накинути у складі організмів понад 60 таких хімічних елементів. Проте ще можна стверджувати, що що його число перестав бути межею і дідусів членами організмів у насправді входять всі відомі хімічні елементи та його ізотопи, (як стабільні, і радиоактивные).

Химические елементи, які, входячи у складі організмів рослин, тварин і людини, беруть участь у процесах обміну речовин і мають вираженої біологічної роллю, дістали назву біогенних елементів. До биоэлементов ставляться: азот, водень, залізо, йод, калій, кальцій, кисень, кобальт, кремній, магній, марганець, мідь, молібден, натрій, сірка, стронцій, вуглець, фосфор, фтор, хлор, цинк.

Указанный перелік, безсумнівно, збільшуватися принаймні зростання наших знань. Наприклад, биогенное значення кобальту і молібдену визначилося недавно. Деякі елементи биогенны лише до певним класам, пологам, котрий іноді видам організмів. Наприклад, бір необхідний рослин, але що можна вважати біогенним стосовно тварин і человеку.

Значительное кількість хімічних елементів, постійно які виявляються в організмах, надає певний вплив на протягом процесів обміну речовин і ряд фізіологічних функцій експериментально, але ще невідомо, яку роль ці елементи грають у організмах у природних умовах, і тому їх биогенное значення поки що сумнівно. До таких елементам ставляться алюміній, барій, берилій, бром, вісмут, галій, германій, кадмій, літій, миш’як, нікель, олово, радій, ртуть, рубідій, свинець, срібло, сурма, титан, уран, хром, цезий.

Количественное зміст биоэлементов, входять до складу організмів, сильно варіює залежно від довкілля, способу харчування, видовий належності і т. п.

Основную масу живого речовини (99,4%) займають звані макроэлементы: Про, З, М, Са, N, До, Р, Мg, P. S, Cl, Na.

К числу мікроелементів, зміст що у організмі обчислюється тисячними і навіть триллионными частками відсотка, ставляться: залізо, кобальт, марганець, мідь, молібден, цинк, кадмій, фтор, йод, селен, стронцій, берилій, літій і др.

Микроэлементам, попри її мале кількісне вміст у організмах, належить значна біологічна роль. Крім загального сприятливого впливу процеси росту та розвитку, встановлено специфічне вплив низки мікроелементів найважливіші фізіологічні процеси — наприклад, фотосинтез у растений.

Связь між роллю елемента у живий організм і становищем їх у періодичної системі добре простежується багатьом мікроелементів, проте ще в повному обсязі боку цієї залежності вивчені в достатньої степени.

Обратимся тепер до сутності впливу мікроелементів на живої організм. Найхарактернішою висока біологічна активність мікроелементів, т. е. здатність надзвичайно малих доз їх надавати сильне действие.

Мощное вплив мікроелементів на фізіологічні процеси та організмі пояснюється лише тим, що вона вступає у найтісніший зв’язку з біологічно активними органічними речовинами — гормонами, вітамінами. Вивчена також їхніх зв’язок із багатьма білками, і ферментами. Саме зазначеними взаємовідносинами і визначаються основні шляху залучення мікроелементів в біологічні процессы.

В час твердо встановлено зв’язок між мікроелементами і вітамінами. Показано, що марганець необхідний освіти у низці рослин вітаміну З (аскорбінової кислоти), який уберігає чоловіки й, деяких тварин від захворювання цингою. Є дані, що дають, що запровадженням марганцю можна викликати освіту аскорбінової кислоти в організмі тих видів звірів, які зазвичай нездатні до розробки цього вітаміну. Марганець, очевидно, потрібен й у дії вітаміну D (антирахитного) і B1 (антиневритного). Намічається зв’язок між микроэлементом цинком і вітаміном В1. Проте особливо цікаво відкриття антианемического вітаміну B12, недолік що його організмі призводить до важким формам анемії (злокачественному недокрів'я). Виявилося, що це вітамін — з'єднання мікроелемента кобальту і занадто складною органічної групи.

Как відомо, багато метали, переважно мікроелементи, в розчинах мають виразним каталітичним дією, т. е. здатні значною мірою, на сотні тисяч мільйони раз, прискорювати протягом хімічних реакцій. Це каталітичне дію мікроелементи виявляють й у живий організм, особливо тоді, що вони вступають у взаємодію Космосу з органічними речовинами, що містять азот.

Максимальную каталітичну активність метали як такі чи, частіше, їх металлоорганические (органо-минеральные) сполуки набувають, беручи з'єднання з білками. Саме таке будова мають багато біологічні каталізатори — ферменти. Крім великого підвищення активності, роль білкового компонента залежить від надання таким сполукам, переважно ферментам, специфічності действия.

При взаємодії мікроелементів з білковими компонентами ферментів утворюються металлоэнзимы. Склад великий групи металлоэнзимов характеризується наявністю у яких металу у ролі стабільного комплексу (залізовмісні ферменти — каталаза, пероксидаза, цитохроми, цитохромоксидаза і др.).

Геохимические процеси, безупинно які у земної корі, і еволюція хімічного складу організмів— процеси поєднані. Життя, по У. І. Вернадського, нема зовнішнього, випадкового явища на земної поверхні, а як найтісніше пов’язана з будовою земної коры.

Содержание елементів в живу речовину пропорційно складу довкілля організму із поправкою на розчинність сполук, які включають ці елементи.

С геохімічними провінціями землі тісно пов’язані біогеохімічні провинции—области, які характеризуються більш-менш однаковою концентрацією однієї чи кількох елементів. У межах біогеохімічних провінцій з надмірною або недостатньою змістом певних елементів настає своєрідна біологічна реакція флори і фауни цій галузі, що виявляється в ендемічних захворюваннях рослин i животных—биогеохимических эндемиях.

Влияние основних важких металів на растения

Кобальт

В біосфері кобальт переважно розсіюється, проте, попри ділянках, де є рослини — концентратори кобальту, утворюються кобальтові родовища. У верхню частину земної кори спостерігається різка диференціація кобальту — в глинах і сланцях загалом міститься 2· 10−3% кобальту, в песчаниках 3· 10−5, в вапняках 1· 10−5. Найбільш бідні кобальтом піщані грунту лісових районів. У поверхневих водах її замало, у світовому океані його лише 5· 10−8%. Будучи слабким водним мигрантом, він легко перетворюється на опади, адсорбируясь гидроокисями марганцю, глинами та інші высокодисперсными минералами.

Содержание кобальту у ґрунтах визначає кількість цього елемента у складі рослин даної місцевості, як від цього залежить надходження кобальту у організм травоїдних животных.

Постоянно коли вони присутні в тканинах рослин, кобальт бере участь у обмінних процесах. У тварину організмі його зміст залежить з його рівня кормових рослинах і грунтах. Концентрація кобальту в рослинах пасовищ і лук становить 2,2· 10−5—4,5·10−5% на суху речовину. Здатність до нагромадженню цього елемента у бобових вище, ніж в злакових і овочевих рослин. У зв’язку з високою здатність до концентрації кобальту морські водорості з його змісту мало від наземних рослин, хоча у морській воді його значно менше, ніж у грунтах. Кобальт бере участь у ферментних системах клубеньковых бактерій, здійснюють фіксацію атмосферного азоту; стимулює зростання, розвиток виробництва і продуктивність бобових і рослин інших сімейств. У мікродозах кобальт є необхідною елементом для нормальної життєдіяльності багатьох рослин та тварин. Разом про те підвищені концентрації сполук кобальту є токсичными.

Кобальт застосовують у сільське господарство як микроудобрения — добрива, містять мікроелементи (У, Cu, Mn, Zn, З та інших.), т. е. речовини, споживані рослинами потроху.

Известкование грунтів знижує засвоюваність рослинами кобальту. Також впливає надлишок марганцю і заліза у ґрунтах; навпаки, фосфор посилює надходження кобальту в растения.

Применение кобальтовых солей (сірчанокислого кобальту) в ролі добрив, як з’ясувалося, сприяє прискоренню дозрівання ячменю, підвищує врожай насіння червоного конюшини, збільшує зміст жиру у насінні льону. Під упливом кобальту підвищується врожайність цукрової свеклы.

Внесение 300 р сірчанокислого кобальту на 1 га значно підвищує врожай винограду: вагу ягід поповнюється 35%, цукристість — на 14%, кислотність знижується на 10%.

М. Я. Школяр пропонує вносити кобальт як добрив у таких дозах: внесення у сухий ґрунт напередодні посіву — 2—6 кг на 1 га; внесення в міжрядді як підгодівлі — 0,5 кг на 1 га; позакореневе харчування— 0,1-процентный розчин; намачивание насіння — 0,1-процентный розчин. При внесенні кобальтовых добрив з літака застосовується подрібнений сірчанокислий кобальт в дозі 1,415 кг на 1 га.

Помимо чистих хімічних сполук кобальту, як добрив можуть бути і використані продукти переробки шлаків нікелевого виробництва та колчеданных огарков.

Молибден

Среднее зміст молібдену у ґрунтах становить 0,0003%, в вивержених породах — 0,154%, в осадових породах —0,24%. Найбільше молібдену перебуває у болотистих грунтах й у грунтах тундр. Багатство грунтів органічними речовинами обумовлює низький окисний потенціал среды.

Наиболее розчиняються у води та доступні для рослин сполуки Мо6 в нейтральній і слабощелочной середовищі. На кислих грунтах молібден мало доступний рослинам, у такі умови позначається позитивно внесення молібденових добрив. Вплив молібдену залежить від багатьох чинників: на кислих грунтах ефект молібдену залежить від змісту рухомого алюмінію (що більше алюмінію, то вище ефект молібдену). Між молібденом і марганцем спостерігається зворотна зависимость—избыток марганцю викликає недолік молібдену, і, навпаки, присутність молібдену покращує стан рослин (льону), хворих на туберкульоз на кислих грунтах від життя марганцю. Антагоністична залежність спостерігається також між молібденом і міддю (молібден витісняє медь).

Молибден особливо важливий для бобових рослин; він концентрується в клубеньках бобових, сприяє їхній утворенню відкладень і зростання зухвальства і стимулює фіксацію клубеньковыми бактеріями атмосферного азоту. Входячи в склад ферменту нитраторедуктазы (що є за своєю будовою молибдофлавопротеином), молібден відновлює нітрати у вищих і нижчих рослин i стимулює синтез білка у яких. Тож у умовах нестачі молібдену в рослинах накопичуються нітрати, одночасно зменшуються азотистая розчинна фракція і культурний рівень азотистої білкової фракції. Молібден і марганець, очевидно, катализируют окремі реакції, кожна з яких впливає концентрацію амінокислот — проміжних продуктів білкового обміну. Молібден активує реакцію, провідну від нітратів до утворення амінокислот, тоді як марганець, очевидно, активує подальші фази перетворення амінокислот в белки.

Молибден надає позитивний вплив як на бобові рослини, а й у кольорову капусту, томати, цукровий буряк, льон та інших. Растениями-индикаторами нестачі молібдену може бути томати, качанна капуста, шпинатом, салат, лимоны.

Молибден необхідний як для процесу синтезу білків в рослинах, але й синтезу вітаміну З повагою та каротину, синтезу та пересування вуглеводів, використання фосфора.

Болезни молибденовой недостатності:

— хвороба нитевидности кольорової капусти. Виражається в зменшенні листовий платівки. Вражає рослини на кислих грунтах: вапнування може запобігти появі хвороби. Описана переважно у Австралії та Нової Зеландии.

— жовта плямистість цитрусових (мал.1). Виражається в появу жовтих плям на листі, швидко та опадання. У цьому значно зменшується кількість плодів. Захворювання спостерігається свого віку (США).

Применяются різні способи внесення молібдену як добрива. Так, врожай і цукристість цукрових буряків збільшуються при внесенні у сухий ґрунт шляхом підгодівлі в міжряддя на 0,5 кг із першого га, при безпосередньому внесенні в почву—на 2,8 кг із першого га. Те саме було встановлено названим автором щодо дії молібдену (молибденовокислого амонію) на врожай насіння червоного конюшини. На неизвесткованной грунті ефект молібдену значно більше выражен.

Ввиду високу вартість молібденових солей рекомендують застосування передпосівної обробки насіння — 0,8 г/л. У цьому методі потреба в молібденових солях зменшується у сотні разів. Для внекорневого харчування потреба у молибдате амонію становить 600 л 0,03—0,05-процентного розчину на 1 га.

Никель

Содержание нікелю у ґрунтах становить 0,004%, у природних поверхневих водах — 0,000 000 34%. У рослинах загалом міститься 0,5% на живої вагу (залежно від виду рослини, місцевості, грунту, клімату та інших.). Рослини у районі нікелевих родовищ можуть нагромаджувати у собі значні кількості нікелю. У цьому спостерігаються явища эндемического захворювання рослин, наприклад потворних форм айстр, може бути біологічним і видовим індикатором у пошуках нікелевих родовищ. Морфологічно змінені анемони в збагачених нікелем біогеохімічні провінції концентрують нікель в 30-кратном розмірі; підвищений вміст нікелю в ґрунтових розчинах й у грунтах Південного Уралу, збагачених нікелем в 50-кратном розмірі, є причиною появи потворних форм у сон-трави (сімейство жовтих) і грудницы (сімейство сложноцветных).

Критические значення концентрації нікелю в живильному растворе—1,5 мг/кг й у сухий масі ячменю, вирощеного за показ такої середовищі — 26 мг/кг. Токсичний рівень цього елемента у листі рослин починається з перевищення 1,0 мг/кг сухий маси.

При засвоєнні нікелю рослинами відбувається взаємодію Космосу з які у грунті залізом, кобальтом, хромом, на магній, міддю, цинком, марганцем; у своїй іони марганцю і магнію не інгібірують, а іони кобальту, міді, заліза і цинку — інгібірують абсорбцію нікелю на 25—42%. Існують свідчення про те, що рослини, які ростуть на серпентиновых грунтах, не виявляють ознак токсичного повреждающего впливу нікелю, у разі, якщо співвідношення мідь: нікель одно чи більше 1, або — співвідношення залізо: нікель одно чи більше 5. Серед рослин існує різниця в чутливості по відношення до впливу нікелю. Токсичні рівні нікелю в листі рослин (млн -1 сухий маси): рис 20—25, ячмінь 26, види твердої деревини 100—150, цитрусові 55—140, бур’яни 154. Типові симптоми повреждающего токсичної дії нікелю: хлороз, поява жовтого фарбування з наступним некрозом, зупинка зростання коренів і чекає появи молодих втеч чи паростків, деформація частин рослини, незвична плямистість, деяких випадках — загибель всього растения.

Марганец

Марганец перебуває у грунтах у середньому кількості 0,085%. Однак у окремих випадках за високого загальному змісті марганцю у ґрунтах кількість усвояемых його форм, які у солянокислую чи солевую форму, то, можливо вочевидь не досить. У середньому розчинна частина Мn у грунті становить 1 —10% від загального його содержания.

Кислая реакція грунту (при рН нижче 6,0) сприяє засвоєнню рослинами Мn2+; слабощелочная реакція (рН вище 7,5) стимулює освіту гідрату Мn (ОН)2, важко усваиваемого растениями.

Подвижность марганцю в пахотном шарі також визначається буферностью грунтів стосовно кислотам, що залежить від суми обмінних підстав (переважно Са і Mg) у яких. При високої буферности грунтів рухливість Мn2+ зменшується. При низькою буферної ємності грунтів рухливість марганцю вище. Марганець мобілізує фосфорну кислоту грунту. Багато ґрунтових мікроорганізмів, що у засвоєнні рослинами атмосферного азоту, посилюють свою активність під впливом марганца.

Среднее зміст марганцю в рослинах одно 0,001%. Марганець служить каталізатором процесів дихання рослин, бере участь у процесі фотосинтезу. З високого окислительно-восстановителыюго потенціалу марганцю напевно, що марганець відіграє таку ж роль для рослинних клітин, як залізо — для животных.

Марганец входить до складу або є активатором низки ферментативних систем; регулює ставлення Fe2+?Fe3+, цим впливаючи на окислювально-відновні процеси, совершающиеся з допомогою железа.

Марганец посилює гидролитические процеси, внаслідок чого зростає кількість амінокислот, сприяє розвитку ассимилятов, які виникають у процесі фотосинтезу від листя до витоків та інших органам. По даним П. А. Власюка, марганець при нитратном харчуванні рослин поводиться як восстановитель, тоді як із аммиачном — як. Завдяки цьому із допомогою марганцю можна впливати до процесів сахарообразования і синтезу белков.

Благотворное вплив марганцю до зростання та розвитку рослин очевидно; так, І. У. Мічурін помітив, що з гібридних сіянців мигдалю під впливом марганцю термін першого плодоносіння пришвидшується на 6 років. Це з’явився першим описаним у літературі випадком чудового прискорення розвитку і дозрівання рослин під впливом микроэлементов.

При нестачі марганцю у ґрунтах (низькому змісті або несприятливі погодні умови для засвоєння його рослинами) виникають захворювання рослин, які характеризуються загалом появою на листі рослин хлоротичных плям, які надалі переходить до осередки некрозу (відмирання). Зазвичай при цьому захворюванні відбувається затримка росту рослин та його загибель. У різних видів рослин захворювання марганцевої недостатністю має специфічні прояви й одержало відповідні назви.

— cерая плямистість злаків практикується в вівса, ячменю, пшениці, жита, кукурудзи. Характеризується появою на листі вузької поперечної лінії прив’ядання. Листя загинаються лінією прив’ядання і звішуються вниз. У кукурудзи на листі з’являються окремі хлоротичные плями, надалі отмирающие, що веде до утворення отворів на листі. Хвороба поширена зазвичай на лужних грунтах при високим змісті гумуса.

— хвороба цукрової тростини — на молодих листі з’являються довгі білуваті смуги хлоротичных ділянок, надалі червоніючі; цих місцях настає розрив листя. Зміст марганцю в листі різко падає; спостерігаються лише сліди (замість 0,003% гаразд). Захворювання рослин розвивається на лужних і нейтральних грунтах. Внесення у ґрунт сірки, суперфосфатів (речовин, подкисляющих грунт, і що підвищують зміст доступного марганцю) виліковує чи попереджає що його заболевание.

— плямиста жовтуха цукрових буряків, і навіть кормової, їдальні буряка і шпинату. У просторах між жилками листя з’являються жовті хлоротичные ділянки; краю листя загортаються догори. Зміст марганцю в тканинах хворих рослин різко зменшується: у здоровому аркуші цукрової буряків зазвичай 181 мг марганцю на 1 кг сухого речовини, а хворому — лише 13 мг на 1 кг.

— болотна плямистість насіння гороху. Уражаються як листя (легкий хлороз), і, главным образом, насіння гороху. На насінні з’являються коричневі чи чорне плями; внутрішній поверхні семядолей утворюються порожнини. Поруч з хворими можуть і здорові семена.

— хвороби плодових рослин виявляється у хлорозе листя (в «головної жилки), переважно старих (недостатність заліза проявляється головним чином молодих листі). Відмирають галузі, світлішають плоди. Сильнішими всього уражається груша; вишня і яблуня — меньше.

— плямистість листя тунга. Захворювання зустрічається переважно у США. При низькому змісті обмінного марганцю у ґрунтах, на листі між жилками з’являються хлоротичные ділянки, разрастающиеся в пятна.

Встречается також сіра плямистість полуниці та інші заболевания.

Явление недостатності марганцю рослин як наведених вище специфічних захворювань спостерігається за значного дефіциті марганцю у ґрунтах, але й при відносному нестачі рухомого марганцю можуть спостерігатися «стерті» форми недостатності, які у затримки зростання, зменшенні урожайності та т. п.

Обогащение рослин марганцем веде поліпшити зростання, плодоносіння дерев і врожайності багатьох культур, що вже знайшло практичне використання. Як добрив застосовують відходи марганцеворудной промисловості, відходи виробництва сірчаної кислоти і др.

Марганцевые відходи мають перевагу над чистими марганцевыми солями: їх використовують рослинами які і діє понад ефективно. Доза добрив залежить джерела отримання відходів та від виду рослин.

Внесение марганцевих відходів у грунт як добрива позитивно б'є по врожайності цукрових буряків, озимої пшениці, кукурудзи, картоплі, овочевих культур та інших культур, зменшує полегаемость рослин. Крім звичайного внесення марганцевих добрив у сухий ґрунт, застосовують та інші методи використання марганцю, при яких виключаються несприятливі умови засвоюваності марганцю з грунтів.

Избыток марганцю, як і і брак, несприятливо б'є по растениях.

Л. П. Виноградов отмстил значні морфологічні зміни рослин, які ростуть на багатих марганцем грунтах (наприклад, у Чиатури).

За даними Л. Я. Леванидова, існують рослини, що у значною мірою накопичувати марганець; такі рослини називають манганофилами. Здатність концентрувати марганець необов’язково властива всіх видах такого роду і пов’язані з систематичним становищем рослини. Концентраторами марганцю є жовтець золотавий, полин лікарська, деякі папороті, сосна, береза, пасленовые.

Растения-манганофилы активно витягають марганець з грунтів. Якщо растения-манганофилы ростуть на грунтах малим змістом легко усвояемого марганцю, всі вони особливо страждають від його нестачі. Так, на чорноземі, бідному доступним марганцем, можуть проростати лише растения-манганофилы, як береза, мобілізуюча марганець своїми кислими кореневими выделениями.

Медь

Общее зміст міді у ґрунтах становить близько 0,002%, причому частку розчинній частини припадає близько 1% цього количества.

В грунтах зустрічаються кілька форм міді, в різної ступеня засвоюваної рослинами:

а)водоорастворимая мідь, б) обменная мідь, поглинута органічними і мінеральними колоїдами, в) труднорастворимые мідні солі, г) медьсодержащие мінерали, д) комплексные металлоорганические сполуки меди.

Подвижность міді надходження їх у рослини зменшуються при известковании грунтів, зв’язуванні міді як органічних сполук і закріпленні грунтовим гумусом. Частина міді грунтів міцно пов’язані з грунтовими перегнойными кислотами — гуминовой, креновой, апокреновой; у цій формі вона стає нерухомій і неусвояемой для растений.

Медь утворює також комплексні з'єднання з поруч органічних кислот — щавлевої, лимонної, малеиновой, бурштинової. Важливу роль фіксації міді грають мікроорганізми почвы.

Количество воднорастворимой доступною міді визначає основному умови життя рослин, у даної місцевості. Рослини багатих міддю грунтів збагачуються названим елементом, причому, деякі види набувають стійкість навіть до дуже високий концентрациям цього металла.

Медь необхідна для життєдіяльності рослинних організмів. Майже вся мідь листя зосереджена хлоропластах і міцно пов’язана з процесами фотосинтезу; бере участь у синтезі таких складних органічних сполук, як антоциан, железопорфирины і хлорофіл; мідь стабілізує хлорофіл, охороняє його від разрушения.

Медь входить у ролі структурного компонента у складі з'єднання з білком (медьпротеида, що містить 0,3% міді), створюючи окисний фермент полифенолоксидазу. Цей фермент уперше був в виявлено в клубнях картоплі, шампиньонах, кому надалі у більшості поширених растений.

Хотя цей фермент може окисляти лише певні фенольные сполуки, проте присутність у рослинних тканинах поруч із оксидазой пирокатехина чи ортохинона дозволяє полифенолоксидазе брати участь у окислюванні великої кількості органічних соединений.

Медь сприяє синтезу в рослинах залізовмісних ферментів, зокрема пероксидазы.

Установлено позитивний вплив міді на синтез білків в рослинах і таким чином — на водоудерживающую здатність рослинних тканин. Навпаки, за браку міді гідрофільність колоїдів тканин уменьшается.

Очевидно, як наслідок мідь як добрива має значення щоб надати рослинам засухоі морозотривкість, і навіть, можливо, опірності бактерийным заболеваниям.

Болезни недостатності міді рослин:

— экзантема, чи суховершинность плодових дерев. Вражає цитрусові (рис. 2), і навіть яблуні, груші, сливи і маслини. У цитрусових листя досягають великих розмірів, паростки вигинаються, ними розвиваються здуття, потім тріщини. Вражені пагони втрачають листя, і висихають. Крона дерев набуває кустовидную форму. Плоди дрібні з бурими плямами і бородавками. Листя мають спочатку яскраво-зелений колір, кому надалі з’являється плямистість і хлороз.

У яблунь захворювання проявляється у відмирання верхівок втеч — настає в’янення і згортання листя. Краї листя стають як б обпаленими. У персиків настає загибель втеч, погіршується цвітіння і зав’язування плодів; на листі з’являються великі хлоротичные пятна.

— «хвороба обробки» трав’янистих рослин проявляється у подсыхании кінчиків листя, затримки у формуванні репродуктивних органів, пустозернистости колоса. У цьому захворюванні рослини кущаться і переходячи до стеблеванию, погибают.

Поражаются «хворобою обробки» переважно овес, ячмінь, пшениця, буряк, бобові, цибулю; менше— жито, гречка, конюшину. «Хвороба обробки» зустрічається переважно на болотистих грунтах і торфовищах; це захворювання називається також «хворобою освоєння», оскільки він вражає овес, ячмінь, яру і озиму пшениці та інші злаки, і навіть льон, коноплю, махорку і інші культури на меліорованих почвах.

На деяких торф’яних грунтах злаки в фазі молочної стиглості полегают, створюючи коліна. У тканинах опуклої частини коліна окисні процеси (активність пероксидази, полифенолоксидазы, цитохромоксидазы) протікають на рівні і над ними міститься у 3 рази більше міді, ніж у протилежно розташованих тканях.

«Хвороба обробки» немає, тоді як грунт вносять сернокислую мідь у кількості 25 кг на 1 га, що веде до наростання змісту міді в рослинах (пшениці, жита, вівсі та інших злаках).

Применение мідних добрив як б'є по підвищенні врожайності, а й у ролі сільськогосподарських продуктів. Так, кількість білка в зерні наростає, цукристість цукрових буряків збільшується, як і відсоток виходу каучуку у кок-сагыза, зміст вітаміну З повагою та каротину в плодах і овочах, поліпшуються технологічні якості волокна конопель. Під впливом мідних добрив підвищується стійкість озимої пшениці до полеганию.

Цинк

Среднее зміст цинку у ґрунтах становить 0,005%; з цієї кількості частку розчинної цинку доводиться трохи більше 1%.

Солончаковые і солонцюваті грунту містять найбільше рухомого цинку (0,0087—0,014%), що пов’язані з високої дисперсностью солонцюватих грунтів і наявністю у яких сполук цинку типу цинкатов натрію і калію. Проміжне становище за кількістю рухливих форм цинку займають чорноземи і сірі лісові грунту; найменше такі форми в підзолистих грунтах (0,185—0,241%). На кислих грунтах цинк більш рухливий і виноситься з грунтів в багато; на кислих грунтах частіше настає дефіцит цинку, на лужних грунтах цинк найменш подвижен.

В середньому у рослинах можна знайти 0,0003% цинку. У залежність від виду, місцевості проростання, клімату тощо. п. зміст цинку в рослинах дуже варьирует.

Цинк є компонентом низки ферментних систем. Він необхідний освіти дихальних ферментов—цитохромов Проте й Б, цитохромоксидазы (активність якої різко падає при недостатності цинку), входить до складу ферментів алкогольдегидразы і глицилглициндипептидазы. Цинк пов’язаний з перетворенням містять сульфгидрильную групу сполук, функція яких полягає у регулюванні рівня окислительно-восстановительного потенціалу до клітинах. Коли цинку в вакуолях клітин нагромаджуються поліфеноли, фитостерин, лецитин як продукти неповного окислення вуглеводів і білків; в листі можна знайти більше редуцирующих цукрів і фосфору і від сахарози і крохмалю. За відсутності цинку порушується процес фосфорилювання глюкози. Недолік цинку веде до чогось великого зменшенню в рослинах ростового гормону — ауксина.

Цинк є складовим компонентом ферменту карбоангидразы. Входячи у складі карбоангидразы, цинк впливає найважливішу фотохимическую реакцію «темновой» утилізації вуглекислого газу рослинами і процес виділення СО2, т. е. на процес дихання рослин. Рослини, що розвиваються за умов недостатності цинку, бідні хлорофілом; навпаки, листя, багаті хлорофілом, містять максимальні кількості цинку. У зелених листі цинк, можливо, пов’язані з порфиринами.

Под впливом цинку відбувається збільшення змісту вітаміну З, каротину, вуглеводів і білків у низці видів рослин, цинк посилює зростання кореневої системи та позитивно б'є по морозотривкість, і навіть жаро-, засухоі солеустойчивости рослин. Сполуки цинку мають великий значення для процесів плодоношения.

Горох, сорго і боби у водних культурах не дають насіння при концентрації цинку серед 0,005 мг на 1 л і від. З підвищенням концентрації цинку в живильним суміші відповідно число насіння увеличивается.

В місцевостях поблизу цинкових покладів росте так звана галмейская флора — рослини, збагачені цинком.

Болезни недостатності цинку поширені переважно серед плодових дерев; можуть хворіти також хвойні рослин та кукурудза. Найголовніші з цих хвороб недостатності следующие:

— мелколистность, чи розеточная хвороба, листопадних дерев. Вражає яблуні, груші, сливу, персики, абрикосі, мигдаль, виноград, вишню. На захворілому рослині навесні утворюються укорочені пагони з розеткою дрібних скручених листя. На листі —явища хлороза. Плоди дрібні й деформовані, часто взагалі з’являються. Через 1—2 року пагони отмирают.

Заболевание одужує безпосередньо введенням у стволи хворих дерев сірчанокислого цинку в кристалічному вигляді, внесенням на російський грунт сполук стусана, опрыскиванием рослин розчином цинкових солги.

При багатому розвитку мікроорганізмів па деяких грунтах вони у значною мірою поглинати цинк і створити умови цинкового голодування для вищих рослин. Стерилізація грунтів, вбиваючи мікроби і, можливо, руйнуючи сполуки, як яких цинк перебувають у пов’язаному стані, ставлять вищі рослини до умов повнішої забезпеченості цинком.

— плямистість листя цитрусових, «крапчатость». Між жилками листя з’являються жовті ділянки, тому листя набувають плямистий вид. Зелена забарвлення зберігається тільки в підстави листя, решта стає білої. Листя і коренева система перестають зростати, й рослини погибают.

— бронзовость листя тунговых. Листя набувають бронзову забарвлення, окремі ділянки відмирають. З’являються замість погибающих нові листя деформовані. Хворі дерева мало стійкі проти морозов.

— розеточная хвороба сосни. Хвоя на кінцях втеч набуває бронзову окраску.

— побіління верхівки кукурудзи. Між жилками аркуша з’являються ясно-жовті смуги, розвиваються некротические плями і отвори. Новонарастающие листя мають блідо-жовтий цвет.

Цинковые добрива успішно йдуть на підвищення врожайності низки культур: цукрових буряків, озимої пшениці, вівса, льону, конюшини, соняшнику, кукурудзи, бавовнику, цитрусових, інших плодових, деревних і декоративних растений.

Некоторые рослини особливо чуйні на цинкові добрива. З використанням мінеральних добрив, містять 20 кг сірчанокислого цинку на 1 га, спостерігається більший врожай зерна кукурудзи, ніж від застосування будь-який удобрительной суміші без цинку. У цьому кукурудза, хвора «побілінням верхівки», повністю одужує — зникає хлороз, з’являються нормальні зелені листья.

Заключение

Тяжелые металлы (Cu, Ni, З, Pb, Sn, Zn, Cd, Bi, Sb, Hg) ставляться до мікроелементам. Те є хімічним елементам, присутнім в організмах в низьких концентраціях (зазвичай тисячні частки відсотка голосів і нижче). Хімічні елементи, які, входячи у складі організмів рослин, тварин і людини, беруть участь у процесах обміну речовин й володіють вираженої біологічної роллю. Потужне вплив мікроелементів на фізіологічні процеси та організмі пояснюється лише тим, що вона вступає у найтісніший зв’язку з біологічно активними органічними речовинами — гормонами, вітамінами. Вивчена також їхніх зв’язок із багатьма білками, і ферментами.

Микроэлементам, попри її мале кількісне вміст у організмах, належить значна біологічна роль. Крім загального сприятливого впливу процеси росту та розвитку, встановлено специфічне вплив низки мікроелементів найважливіші фізіологічні процеси — наприклад, фотосинтез у растений.

Многие метали, переважно мікроелементи, в розчинах мають виразним каталітичним дією. Це каталітичне дію мікроелементи виявляється в живий організм, особливо тоді, що вони вступають у взаємодію Космосу з органічними речовинами, що містять азот.

Максимальную каталітичну активність метали як такі чи, частіше, їх металлоорганические (органо-минеральные) сполуки набувають, беручи з'єднання з білками. Саме таке будова мають багато біологічні каталізатори — ферменти. Крім великого підвищення активності, роль білкового компонента залежить від надання таким сполукам, переважно ферментам, специфічності действия.

При взаємодії мікроелементів з білковими компонентами ферментів утворюються металлоэнзимы.

Список литературы

Добролюбский О.К. Мікроелементи життя й, М., 1956.

Дробков А.А. Мікроелементи та природні радіоактивні елементи у житті рослин та тварин. М., 1958.

Пейве Я У Мікроелементи сільському господарстві нечорноземної смуги СРСР. М., 1954.

Пейве Я У Мікроелементи і ферменти, М., 1960.

Стайлс У. Мікроелементи у житті рослин та тварин. М., 1949.

Школьник М.Я. і Макарова Н. А. Мікроелементи у сільському господарстві. М., 1957.

Школьник М. Я. Значення мікроелементів у житті рослині й у землеробстві. АН СРСР, 1950.