Статья: Сбалансированность химического состава – ochobhoe условие роста и развития растений
На основе экспериментальных данных выявлены антагонистические и синергические взаимоотношения макро- и микроэлементов. Установлено, что Zn и Fe, Сu и N, Сu и Р, Сu и К, Zn и Мn выступают как антагонисты. Такие взаимодействия можно связать со способностью одного элемента ингибировать или стимулировать поглощение других элементов растениями.
Оптимизация минерального питания – актуальная проблема формирования экологических систем земледелия. Взаимодействие химических элементов имеет такое же значение для роста и развития растений, как дефицит и токсичность.
Поглощение химических элементов растениями – процесс, в значительной мере регулируемый организмом в зависимости от физиологических особенностей данного вида. Однако регулирование растениями поглощения элементов имеет место только при питании из уравновешенных растворов, с низким содержанием питательных веществ. В условиях интенсивной химизации эти процессы часто нарушаются, о чем свидетельствует химический состав получаемой растениеводческой продукции. Увеличение концентрации одного из элементов может привести к снижению или увеличению содержания других минеральных компонентов. Повышение уровня минерального питания создает условия, при которых содержание микроэлементов может становиться лимитирующим фактором получения экологически чистой высококачественной продукции.
Взаимодействие элементов, начинающееся во внешней питательной среде – почве, происходит в дальнейшем в процессе поглощения, ближнего и дальнего транспорта, в отдельных звеньях обмена веществ. Конкуренция между ионами в процессе поглощения может проявляться как физико-химическая адсорбция при поступлении и продвижении как по апопласту, так и по симпластическому пути.
Взаимоотношения макро- и микроэлементов в процессах жизнедеятельности растений могут проявляться в виде аддитивности, синергизма, антагонизма. Такие взаимодействия можно связать со способностью одного элемента ингибировать или стимулировать поглощение других элементов растениями. Все эти реакции весьма переменчивы. Они могут происходить внутри клеток, на поверхности мембран, а также в среде, окружающей корни растений.
Нами установлено, что усиленное калийное питание увеличивает соотношение Fe:Zn. Тройная норма фосфора способствовала накоплению Мn в зерне пшеницы. Соответственно, относительное содержание Fe при этом снижается, т.e. в этом случае Zn и Fe выступают как антагонисты.
Относительное содержание Сu снижалось при усилении питания растений азотом, фосфором и калием.
Соотношение Zn:Mn уменьшается под действием тройной нормы фосфора и увеличивается при возрастании нормы азота.
Соотношение Zn:Cu изменяется незначительно при увеличении норм N, Р, К.
Исходя из принципов избирательной поглотительной способности корней и антагонистических взаимоотношений между ионами возможны определенные изменения в соотношениях. Соответственно можно судить об активации окислительно-восстановительных процессов в растениях.
К такому выводу мы пришли, исходя из общеизвестных фактов о том, что Fe входит в состав цитохромоксидазы, каталазы и пероксидазы. Сu является основной частью терминальных оксидаз-полифенолоксидазы и аскорбатоксидазы. Мn катализирует действие аргиназы – фермента, участвующего в процессах образования мочевины в клетках.
Видимо, действие микроэлементов при высоких нормах азотного питания объясняется также регулированием процессов восстановления нитратов до аммиака. Так, Fe и Сu участвуют в восстановлении гипонитрита в гидроксиламин. Дальнейшее преобразование гидроксиламина в аммиак осуществляется при участии Мn.