Загальні уявлення про мінеральному живленні.
Рослини харчуються простими речовинами не тільки з повітря (вуглекислота і вода - фотосинтез), але і з грунту (іони мінеральних солей - мінеральне живлення). Вони засвоюють прості неорганічні сполуки з зовнішньої природи, синтезують з них складні органічні речовини і будують своє тіло.
Органічні речовини рослин складаються з органогенних елементів: вуглецю - 45%, кисню - 42%, водню - 6,5% і азоту - 2,5% - всього 95%. Вуглець, водень, кисень засвоюються рослинами в результаті повітряного харчування. В рослинах є також 5-10% зольних мінеральних елементів - вони залишаються після спалювання рослин.
Процес засвоєння зольних елементів і азоту з грунту називається грунтовим або мінеральним живленням рослин. Постачання рослин повним набором в оптимальному співвідношенні мінеральних елементів має значення для обміну рослин, нормального розвитку, подолання несприятливих впливів навколишнього середовища. У сільському господарстві давно навчилися регулювати мінеральне живлення рослин за допомогою агроприемов і внесення мінеральних добрив.
Макро- і мікроелементи, необхідні для рослин, і їх фізіологічна роль.
Аналіз виявляє в рослинах майже всі елементи періодичної системи Менделєєва. Головні з них - мікро- і макроелементи.
Входить до складу білків, нуклеїнових кислот, АТФ, АДФ, коферментів, хлорофілів, цитохромів, деяких ліпідів, багатьох вітамінів, гормонів росту рослин. Азот є складовою частиною найважливіших для життя речовин. Він безпосередньо впливає на ріст рослин.
Входить до складу ДНК, РНК, АТФ, коферментів, фосфоліпідів, сахарофосфатов, білків, багатьох інших проміжних продуктів метаболізму. Фосфорсодержащие речовини займають центральне місце в конструктивному і енергетичному обміні. Важлива роль фосфору в фотосинтезі і диханні. Крім того енергія при фотосинтетичному і окисного фосфорилювання запасається в макроергічних фосфатних зв'язках АТФ. Фосфор важливий для цвітіння і плодоношення рослин.
Чи не входить до складу органічної речовини, регулює стан цитоплазми клітин рослин, підвищуючи її проникність і зменшуючи в'язкість, знаходиться в клітинному соку, бере активну участь в осмотичних явищах клітин, русі устьиц, підсилює біосинтез крохмалю, прискорює процеси фотосинтетичного фосфорилювання, відтік асимілятів. Основна роль калію - регуляторна - бере участь в процесах обміну речовин в рослині.
Міститься у всіх білках, входить до складу амінокислот (метіоніну, цистеїну, цистину), міститься в вітамінах (тіамін, біотин), ліпоєвої кислоти, сульфоліпіди, коферментів А, часниковий і гірчичних маслах. Дисульфідні групи беруть участь в утворенні третинної структури білків, а сульфгідрильні - в утворенні ферментів за участю НАД і ФАД. Сірка відіграє важливу роль в білковому і ліпідному обмінах, в енергетиці рослин, важлива для підтримки структури мембран тилакоїдів хлоропластів.
Міститься в рослинах в органічних речовинах і в іонної формі, входить до складу клітинної стінки рослин, до складу хромосом, мембран, стабілізуючи їх структуру. У вільному вигляді виступає як антагоніст калію - підвищує в'язкість і знижує проникність цитоплазми, нейтралізує надлишок органічних кислот в клітинах, підтримує життєдіяльність меристем.
Знаходиться в складі молекули хлорофілу і хелатів, грає роль в стабілізації структури рибосом, регулює стан цитоплазми, підвищуючи в'язкість і знижуючи проникність цитоплазми, є кофактором багатьох ферментів.
Для деяких груп рослин (галофітов) засолених місць проживання має важливе значення. Для більшості рослин не потрібен.
У великих кількостях міститься в листках деяких деревних порід (в хвої ялини), входить до складу клітинних стінок деревини, панцира діатомових водоростей. Багато рослин обходяться без нього.
Міститься в кількості 0,08%. В якості кофактора входить до складу ферментів, які беруть участь в синтезі хлорофілу, входить до складу оксіредуктази, в ферментний комплекс нітрогенази, тобто бере участь в азотфіксації, міститься в молекулах цитохромов, ферредоксина, бере участь в процесі перенесення електронів.
Зустрічається в складі ферментів, які беруть участь в біосинтезі хлорофілу, входить до складу ферментів оксидаз, що беруть участь в диханні, до складу білка пластоціанін, активує нітроредуктаз, тобто бере участь в азотному обміні. Недолік міді викликає затримку росту і цвітіння.
Відіграє важливу роль в білковому обміні, входячи до складу пептидогидролаз, бере участь в синтезі індолілуксукной кислоти (гормон рослин), впливає на синтез амінокислоти триптофану, активує ряд ферментів гліколізу і реакції ПФП.
Має широкий спектр дії. Впливає на поділ клітин, сприяючи зростанню кореневих і надземних частин рослин, бере участь в проростанні пилку і зростанні зав'язі, сприяє відтоку вуглеводів з хлоропластів, підвищує еластичність клітинної стінки і посухостійкість рослин.
В якості кофактора деяких ферментів каталізує реакції фотосинтезу і дихання, бере участь в процесі відновлення нітратів, обміні заліза, підтримує структуру мембран тилакоїдів, активує ферменти циклу Кребса, бере участь в синтезі м-РНК в ядрі.
Відіграє важливу роль в азотному обміні, бере участь в процесі азотфіксації, в реакціях біосинтезу білка, аскорбінової кислоти, сприяє кращому засвоєнню кальцію, зростання кореневих систем рослин. При нестачі молібдену, ріст рослин гальмується.
Крім перерахованих мікроелементів важливу роль відіграють в метаболізмі рослин селен, йод, ванадій, титан, нікель.