Питательные элементы Макроэлементы и микроэлементы

Макроэлементы

Макроэлементы – неорганические вещества, которые находятся в клетках живых организмов в больших количествах. Именно макроэлементы были изначально выявлены учеными в крови, лимфе и прочих жидкостях млекопитающих. Вместе с ними исследователям удалось выявить микро- и ультрамикроэлементы, которые не менее важны для жизнедеятельности.

Сложные опыты позволили понять, как взаимодействуют вещества между собой и какое влияние оказывают они и их совокупности на живые организмы. Наиболее просто увидеть признаки нехватки или избытка макроэлементов на огородных растениях, ведь цикл их жизни намного короче, чем жизнь млекопитающего.

Человек, испытывающий недостаток или избыток веществ на протяжении длительного времени, страдает не менее сильно. Вследствие нарушения гармонии люди не только теряют здоровье и внешнюю привлекательность, но и рано стареют на клеточном уровне.

Что такое макроэлементы?

Макроэлементы (следуя определению из курса биологии) – это важнейшие вещества неорганического происхождения, которые находятся в клетках живых организмов. Попадают они туда извне, ведь организмы не умеют воспроизводить их самостоятельно, как, например, некоторые витамины.

Макроэлементы люди часто называют минералами. Хотя на самом деле далеко не все вещества имеют структуру камня. Всего наукой выделено одиннадцать веществ, причисленных к этой группе. Среди них есть как металлы, так и газы. К макроэлементам, согласно классификации таблицы Менделеева, преимущественно относятся щелочные и щелочно-земельные металлы.

Чем макроэлементы отличаются от микроэлементов? Количеством, которое находится в клетках живого организма. Макрочастички являются строительным материалом, а их микро-соседи помогают поддерживать общее равновесие и вместе с витаминами обеспечивают нормальное накопление и распределение запасов.

Полный список и основные характеристики свойств

Полный список и основные характеристики свойств макроэлементов представлен в таблице ниже.

Буквенное обозначение (латиница)

Свойства и характеристики

Твердое вещество. В природе встречается в виде мягкого металла. Легко рассыпается и растворяется в воде, не образуя при этом видимого невооруженным глазом осадка.

Твердое вещество. Легко вступает в химические реакции, поэтому найти его в природе в чистом виде без примесей невозможно. Является одним из наиболее распространенных химических элементов и обнаруживается в земной коре. © https://ydoo.info/makroelementy.htmlВ организме человека на долю вещества приходится около двух процентов от общего числа минералов.

Твердое вещество. Металл, легко поддающийся нагреванию. В естественном виде кусочки вещества имеют серебристый оттенок. В природе находится преимущественно в виде солей. В человеческий организм поступает в растворах.

Газ. Не имеет цвета и запаха. Легко воспламеняется и отдает энергию. Является составной частью воды – основного источника жизни человека, животных и растений. Именно в воде попадает в клетки организмов и помогает поддерживать в них баланс.

Вещество не стойкое и в природе существует в нескольких формах. Ученые выделяют углерод аморфный и кристаллический. Наиболее известные вещества, в составе которых находится углерод, – это алмаз и графит. В соединении с кислородом образует углекислый газ – продукт, образующийся в процессе жизнедеятельности клеток теплокровных организмов. Круговорот веществ в природе устроен так, что растения «забирают» и утилизируют углерод.

Газ. Как и кислород, не имеет запаха. Вещество прозрачное. Присутствует в воде и воздухе, кроме того, ученые определили то, что именно водород является основным материалом во Вселенной.

Газообразное вещество, но только при нормальных условиях. Азот является составной частью аммиака, а в жидком состоянии имеет способности замораживать клетки.

Твердое вещество. Данное вещество очень активно, поэтому легко вступает в реакции. Наиболее известный всем источник натрия – каменная соль. В природе также встречается в составе полевых шпатов.

Порошкообразное вещество. Минерал имеет неприятный запах, но последний выделяется только при проведении реакций. По внешнему виду сера напоминает пчелиный воск. Макроэлемент поступает в организм в виде солей и их производных – кислот.

Твердое вещество. Широко распространено в природе, так как минерал проявляет высокую химическую активность и легко соединяется с прочими веществами. В организм человека поступает в ионной форме.

Газ. При нормальных условиях вещество ядовито, так как действует паралитически на клетки живых организмов. Легко вступает в реакции и образует соли под названием хлориды. Именно в таком виде поступает с пищей в желудок человека.

Многие характеристики макроэлементов по сей день остаются неизученными. Новые данные исследователи получают каждый день, благодаря чему удается выяснить работу веществ в клетках живых организмов более детально.

Классификация

Классифицировать все макронутриенты можно по такому признаку, как биогенность (органогенность). Этот научный термин на простом и понятном языке отождествляется со словом «содержание».

Наиболее значимыми веществами (имеющими наибольший удельный вес) в клетках живого организма являются 4 газа:

Если совокупность всех вышеперечисленных веществ принять за единицу, то примерные концентрации их в организме человека составят пропорцию 64:18:10:8 соответственно.

К прочим макроэлементам, входящим в состав абсолютно всех живых клеток, относятся:

Из перечисленных выше больше всего ученым удалось выявить в клетках ионов кальция и фосфора, а меньше всего обнаружено магния. Вес абсолютно всех макроэлементов в организме человека выражается в граммах, тогда как вес микро- и ультрамикроэлементов считается в миллиграммах и микрограммах.

Следует сказать о том, что некоторое время к макроэлементам относили и железо, но в настоящее время вещество причисляют к микроэлементам. В некоторых источниках в перечень наиболее значимых по критерию биогенности входят не 4, а 6 веществ. К уже описанной группе причисляют серу и фосфор. Данное разделение актуально по причине того, что фосфор является составной частью скелета, а сера чрезвычайно важна для воспроизводства аминокислот.

Все макро- и микроэлементы в организме здорового человека находятся в сбалансированном количестве, а любое отклонение от нормальных значений в большую или меньшую сторону оказывает неблагоприятное влияние на здоровье человека.

Роль в человеческом организме

Роль макроэлементов в человеческом организме сводится к обеспечению главных процессов жизнедеятельности:

• дыхания;
• кроветворения;
• поддержания целостности покровов и костных тканей.

Более подробно роль всех макроэлементов в организмах теплокровных животных и людей описана в таблице:

Характеристики и основная работа в организме человека

Наибольшее количество его содержится в костной ткани. Именно кальций отвечает за крепость костей и правильную работу опорно-двигательного аппарата.

Обнаруживается в нервных клетках. Именно магний позволяет оптимизировать проводимость и отвечает за правильную передачу сигналов из головного мозга к прочим системам и органам.

Необходим для дыхания клеток и поддержания водного баланса в организме. По подсчетам ученых, в человеческом организме кислород является одним из наиболее потребляемых и расходуемых веществ.

Является побочным продуктом, образуемым в процессе дыхания. Вступает в сложные реакции с другими неорганическими веществами и участвует в делении клеток.

В организм человека попадает с водой и из воздуха. Сам по себе не имеет ценности для клеток, но благодаря тому, что вещество вступает в реакции с прочими жизненно необходимыми веществами, образуются сложные органические соединения, такие как белки, жиры и углеводы. Кроме того, вещество участвует в образовании рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых кислот, являющихся источниками генной информации.

Содержится во всех без исключения гормонах, а также обнаруживается в белках и аминокислотах. Сам по себе азот не имеет биологической ценности, но благодаря способности быстро образовывать крепкие связи выполняет множество защитных функций. Вещество защищает от разрушения красные кровяные тельца – основной «транспорт» для кислорода.

Вещество является составной частью электролита – основного раствора в клетках. Соли натрия удерживают воду, чем защищают клетки от обезвоживания. Также вещество в виде макроэлемента помогает правильно передавать сигналы от головного мозга к мышцам.

Обнаружена в двух разных аминокислотах, способных создать протеины – основу жизнедеятельности организма.

В большей мере вещество сконцентрировано в костной ткани. Вступает в стойкие взаимосвязи с кальцием и способствует поддержанию скелета в «рабочем» состоянии.

В большом количестве хлор содержится в соляной кислоте. Благодаря этой жидкости, находящейся в желудке, человек и теплокровные животные имеют возможность переваривать пищу любого происхождения.

Все вышеописанные вещества в определенном количестве присутствуют в тканях. В случае, когда уменьшается поступление их извне, организм высвобождает макроэлементы, нарушая работу слаженной системы. В том случае, когда возникает избыточное поступление веществ, все сверхнормативное количество накапливается клетками. Это тоже плохо, а для полноценной и правильной работы организма необходимо поддерживать сбалансированное количество макроэлементов.

Суточная норма

Суточная норма потребления макроэлементов в организме человека должна быть такой, чтобы ею можно было восполнить израсходованные вещества в полном объеме. Значение показателей зависит от:

• возраста;
• роста;
• массы тела;
• образа жизни человека;
• физической активности;
• рода занятий.

На количество необходимых макроэлементов оказывают влияние также хронические заболевания, к которым относят не только сахарный диабет, сердечную и почечную недостаточности, гормональный дисбаланс, но и вредные привычки, по определению отнесенные к болезням – алкоголизм и табакокурение.

С примерной суточной потребностью в макроэлементах можно ознакомиться в таблице ниже. Все данные приведены на основе исследований отечественных ученых нынешнего времени. Представления ученых стран Европы, США и прочих могут отличаться от приведенных значений.

В отдельной графе указано усредненное количество основных веществ, находящихся в организме человека «в запасе».

Количество в организме взрослого человека средних параметров

Макро-, мезо-, микроэлементы: источники, взаимодействие, потребности растений

По оценкам разных исследователей, для питания растений необходимо от 68 до 84 элементов периодической системы Д. И. Менделеева. Роль далеко не всех их изучена досконально. Тем не менее, общепризнано, что определенная часть найденных в растениях и почве элементов является совершенно необходимой для нормального роста и развития растений, получения хороших урожаев.

Все элементы, участвующие в минеральном питании растений, принято классифицировать в зависимости от их содержания в растениях и в почве. Обычно их разделяют на макроэлементы и микроэлементы. По этой классификации, элементы, содержание которых в перерасчете на сухое вещество составляет от сотых долей процента до нескольких десятков процентов, являются макроэлементами. Те элементы, содержание не превышает тысячных долей процента, относят к микроэлементам.

В настоящее время эта классификация дополнена. Часть элементов сейчас относят к мезоэлементам, т.е., по сути, они образуют группу, промежуточную между макро- и микроэлементами. Кроме того, иногда выделяют ультрамикроэлементы. Это те элементы, содержание которых в растениях ничтожно мало, а физиологическая роль и влияние практически не изучены.

Если придерживаться уточненной классификации, то к макроэлементам относятся азот, фосфор и калий, к мезоэлементам – сера, кальций, магний, к микроэлементам – бор , молибден , цинк , медь, кобальт , марганец , барий, кремний , хлор, натрий, титан, серебро, ванадий, железо , никель, селен, литий, йод, алюминий.

Приведенная классификация, как и любая другая, достаточно условна, и те или иные элементы в работах разных авторов порой попадают в разные группы. Кроме того, в тканях некоторых видов растений отдельные микроэлементы содержатся в количествах, характерных для макроэлементов. Тем не менее, для практических целей, т.е. организации минерального питания растений в хозяйственных условиях, эта классификация достаточно удобна и позволяет адекватно оценить роль тех или других элементов в получении урожая, правильно подобрать методы восполнения их недостатка в почве.

Макроэлементы и мезоэлементы необходимы растению в достаточно больших количествах, потому что являются «строительным материалом», в первую очередь, для белков. Микроэлементы входят в состав ферментов, витаминов и т.п. Нормальное развитие и функционирование как отдельных клеток, так и всего растительного организма невозможно без оптимального обеспечения элементами всех этих групп.

Отсутствие или недостаток любого из элементов, необходимых для роста и размножения, вызывает вполне определенные симптомы голодания. Однако, поступая в повышенных дозах, как макро, так и микроэлементы становятся токсичными для растений и употребляющих их людей и животных.

Питательные вещества при корневом питании растения получают из почвы. Основным источником поступления микроэлементов в почву являются материнские почвообразующие породы. При этом почвы очень различаются по содержанию микроэлементов. Так, в моренных лессовидных суглинках содержание кобальта, хрома, стронция в 2 – 2,5 раза больше, а никеля, ванадия, титана, бария, бора, марганца – в 3 – 4 раза больше, чем в песках. Торфяно-болотные почвы бедны микроэлементами. При этом, содержание микроэлементов в почве увеличивается по мере накопления в ней органических веществ. То есть, при внесении навоза, компоста и других органических удобрений, почва обогащается не только макро-, но и микроэлементами.

Растворимость микроэлементов в почвах имеет большое значение для их биологической доступности и способности к перемещению. Тяжелые почвы (как щелочные, так и нейтральные) хорошо удерживают микроэлементы и поэтому медленно поставляют их растениям, что может приводить к нехватке некоторых элементов. Легкие почвы, наоборот, могут быть источником легкодоступных микроэлементов, но при этом их запас быстрее истощается. Поэтому при оценке обеспеченности почв микроэлементами важно учитывать не только их валовое содержание, но и наличие подвижных форм. Причем, разница между этими двумя значениями может быть весьма существенной. Например, бор в подвижной форме составляет лишь 2 – 4% от валового содержания этого микроэлемента, медь, молибден, кобальт, цинк – 10 – 15%.

Обеспеченность почвы микроэлементами меняется в течение вегетационного периода, а также зависит от интенсивности осадков, испарения влаги из почвы и т.д. В зависимости от этих факторов, концентрации микроэлементов в почвенных растворах могут изменяться более чем в 10 раз. Это необходимо учитывать при проведении анализов почвы. При этом концентрации макроэлементов, хотя также зависят от упомянутых факторов, изменяются в меньшей степени.

Перенос растворенных элементов в почве может происходить двумя путями: через почвенный раствор (диффузия) и вместе с движущимся почвенным раствором (вымывание). В зависимости от климата, этот процесс имеет свои особенности. Так, в прохладном влажном климате вымывание микроэлементов вниз по профилю почвы проявляется сильнее, чем их накопление. А в теплом сухом климате более характерно восходящее движение микроэлементов.

Состояние и доступность микроэлементов в почве зависит от ее кислотности. Так, цинк, марганец, медь, железо, кобальт, бор легко выщелачиваются в кислых почвах. Но если pH почвы поднимается выше 7, эти элементы образуют довольно устойчивые соединения. Молибден и селен, наоборот, мобилизуются в щелочных почвах, а в кислых становятся практически нерастворимыми.

Уровень содержания элементов также связан с биологической активностью почв. Низкая концентрация микроэлементов стимулирует увеличение бактерий в почве, а повышенное их содержание оказывает негативное влияние на почвенную микробиоту. Причем, наиболее токсичны микроэлементы для бактерий, фиксирующих свободный азот. В биомассе микроорганизмов микроэлементы могут накапливаться в таких больших концентрациях, что это влияет на уровень их содержания в почве в целом. При этом, связанные микроорганизмами микроэлементы становятся менее доступными для растений. Также менее доступны для растений элементы, фиксированные на оксидах, тогда как адсорбированные на глинистых минералах – наиболее доступные.

В целом, в почвах более половины общего содержания микроэлементов удерживается органическим веществом. Например, на торфяниках у растений нередко проявляются симптомы дефицита цинка, меди, молибдена, марганца. Причина этого – сильное удержание этих элементов нерастворимыми гуминовыми кислотами.

Степень поглощения растениями микроэлементов и интенсивность их роста в значительной степени зависит от наличия в почве макроэлементов – азота, фосфора и калия. Так, повышение уровня азотного питания увеличивает поступление в растения фосфора, калия, кальция, магния, меди, марганца и цинка. Но при избытке азота наблюдается обратная закономерность. Избыточные дозы фосфора снижают поступление в растение меди, железа и марганца. В присутствии фосфатов уменьшается поглощение растениями цинка. Калий может снижать поступление кальция и магния.

Микроэлементы, в свою очередь, влияют на поступление в растения макроэлементов. Так, поступление азота в растения снижается при дефиците железа, марганца и цинка. Положительно влияют на поглощение азота молибден и кобальт. Поглощение растениями фосфора увеличивается при наличии меди, цинка, кальция и молибдена, но уменьшается под влиянием магния и железа. Поступление в растения калия снижается под влиянием меди, марганца, никеля, цинка, молибдена, железа и бора, а возрастает при наличии хлора.

Описанные явления антагонизма и синергизма ионов очень сильно зависят от других факторов – температуры, вида растений, реакции среды, концентрации питательных веществ.

Интенсивность поглощения питательных веществ растениями также сильно зависит от температуры окружающей среды. Оптимальной для этого является температура + 25 — + 30 °С. Если температура поднимается выше + 35 °С либо падает ниже + 10 — + 12 °С, поглощение питательных веществ растениями замедляется, а потом и вовсе приостанавливается до наступления благоприятных условий.

Общеизвестный факт – на одной и той же почве, при одинаковом содержании в ней макро- и микроэлементов растения разных видов чувствуют себя по-разному. Связано это с их неодинаковыми потребностями в элементах питания. Причем, эти потребности различаются даже в те или иные периоды развития одного и того же растения. Например, для питания проростка гораздо важнее резерв микроэлементов в семени, чем их содержание в почве. Но для всех растений и периодов их развития является справедливым правило незаменимости элементов, согласно которому ни один из питательных элементов не может быть заменен другим. Поэтому при недостатке любого макро- или микроэлемента нет смысла пытаться увеличить урожай за счет внесения других элементов. Отсюда же следует, что для успешного восполнения нехватки питательных веществ нужно точно знать, каких именно элементов недостаточно.

Особенно чувствительны к недостатку или избытку питательных элементов молодые растения. В то же время, есть элементы, которые более необходимы растениям именно на первых этапах развития. Например, это относится к фосфору. В фазе активного роста сначала растения больше нуждаются в азоте, но со временем происходит увеличение потребности в калии. В период образования бутонов и цветения особенно важны фосфор и азот, а также бор.

Разные виды сельскохозяйственных культур довольно сильно различаются по чувствительности к дефициту микроэлементов (см. таблицу).

Для практических целей также важным является показатель выноса питательных веществ с урожаем. Относительное содержание элементов минерального питания в основной и побочной продукции разных сельскохозяйственных культур определяется, прежде всего, их видовыми особенностями, а также от сорта и условий выращивания. В частности, капуста, картофель, сахарная свекла, подсолнечник, кормовые корнеплоды для создания более высокого урожая потребляют гораздо больше питательных веществ, чем зерновые. Вынос питательных веществ из почвы возрастает с увеличением урожая. Тем не менее, затраты питательных веществ на единицу продукции при этом уменьшаются.

Все перечисленные особенности следует учитывать, разрабатывая стратегию и текущие планы обеспечения растений в определенном хозяйстве питательными элементами. В то же время, необходимо помнить и о том, что урожай предназначен потребителям. А конечные потребители сельскохозяйственной продукции – люди. И, например, недостаток микроэлементов в плодах растений может отрицательно влиять на здоровье потребителей, как и избыток тех или иных веществ.

Питательные элементы. Макроэлементы и микроэлементы

Потребность растений в разных питательных элементах неодинакова. Восемь биогенных («биогенный» означает «жизнепорожда-ющий») химических элементов, используемых растениями в больших количествах, называют макроэлементами («макрос» значит «большой», «длинный»).

Макроэлементы: азот (N), сера (S), фосфор (Р), калий (К), магний (Mg), кальций (Са), железо (Fe) (если вы будете знать их латинские обозначения, вам будет проще понять, какие из них входят в то или иное удобрение, так как часто на упаковках приводятся именно химические формулы).

Они почти не присутствуют в природе в чистом виде, а содержатся в доступных для растений соединениях — питательных веществах. То же самое касается микроэлементов(«микрос» значит «малый»), которые требуются в несравнимо меньшем количестве. Впрочем, если микроэлементов нужно немного, из этого вовсе не следует, что они менее значимы.

Количественно человек съедает витаминов намного меньше, чем картошки, но разве витамины от этого становятся менее нужны?

Микроэлементы: бор (В), марганец (Мп), медь (Си), цинк (Zn), молибден (Мо), кобальт (Со).

Макроэлементы
Форму жизни на нашей планете не случайно называют «белковой» — без этой группы веществ ни один живой организм не может существовать. Но сами белки состоят как бы из своих «кирпичиков» — аминокислот. Большинство макроэлементов входит именно в их состав.

Азот (N). Самый важный из питательных элементов. Он не только входит в состав белков: хранитель генетической информации — ДНК — также включает в себя азотистые основания. Да и в хлорофилле, ответственном за фотосинтез (важность которого неоспорима), азот тоже присутствует, как и во многих других важных для нормальной жизнедеятельности растений химических соединениях.

Долгое время ученые полагали, что азот, как и углекислый газ, растение поглощает из атмосферы, почти на 80 % состоящей из него. Увы, практика доказала обратное — растение способно извлекать этот элемент исключительно из почвы, так что и о его достаточном количестве приходится заботиться человеку.

Сера (S). Этот элемент входит во многие аминокислоты, принимает участие в окислительно-восстановительных процессах, является составной частью ферментов, гормонов, веществ, служащих растению защитой от вредителей.

Фосфор (Р). Как и азот, входит в состав многих белков, ДНК, РНК, универсального носителя энергии — АТФ (аденозинтри-фосфорной кислоты), многих витаминов и прочих веществ. Фосфорная кислота — основа энергетического обмена любой живой клетки и играет большую роль в процессе дыхания.

Калий (К). Хотя калий в большинство важнейших молекул непосредственно не входит, без него не могут происходить многие реакции преобразования белков и углеводов, его роль вроде бы вспомогательная, но важность ее нельзя недооценить. Способствует калий и реакции фотосинтеза. Да и поступление в растительную клетку воды зависит тоже от него. В его же функции входит открывание и закрывание устьиц (микроотверстий на листьях, через которые осуществляется газообмен).

Магний (Mg). Важнее всего то, что он входит в состав хлорофилла. Кроме того, магний также играет свою роль в белковом обмене.

Кальций (Са). Если считать растительную клетку кирпичиком, из которых построен весь организм, то кальций оказывается в роли важной составляющей пектиновых веществ — «цемента», связывающего клетки в единую конструкцию. Он же определяет вязкость протоплазмы (комплекса веществ, заполняющих изнутри клетку) и участвует в образовании внутриклеточных перегородок (например, плазмолеммы).

Железо (Fe). Участвует в синтезе хлорофилла. Иногда железо относят к микро-, а не макроэлементам.

Микроэлементы
Понятно, почему перечисленные выше макроэлементы требуются растению в довольно большом количестве. Несколько сложнее определить значение микроэлементов: точная роль некоторых до сих пор не выяснена, но известно, что нормально существовать без них растение не может.

Марганец (Мп) играет большую роль в восстановлении нитратов (соединений азота) и является активатором («пусковым крючком» или «стартовой кнопкой») многих ферментов.

Медь (Си) является активатором ферментов так же, как и цинк (Zn).

Молибден (Мо) восстанавливает нитраты и содействует фиксации азота.

Хлор (С1) отвечает за осмос (диффузию, то есть просачивание воды через мембраны — стенки клеток) и ионный баланс, кроме того, хлор необходим для синтетических реакций образования кислорода.

Бор (В) самый загадочный из элементов: до сих пор точно не установлено, на что он влияет, кроме использования кальция и восстановительной фазы дыхания, а главное — как именно он влияет на них. Зато известно, что без него растения развиваются очень плохо.

Кобальт (Со) нужен не самим растениям непосредственно, а почвенным азотфиксирующим микроорганизмам, без нормальной работы которых цветам придется туго.

Цинк (Zn)— элемент, важность которого для растения определяется лишь по болезненной реакции на его отсутствие.

Потребность растений в питательных элементах
Потребность в питательных элементах (особенно — в микроэлементах) у различных растений неодинакова.

Во всех случаях действует правило незаменимости элементов, особенно касающееся макроэлементов. Если не хватает, например, азота, нет смысла добавлять вместо него магний или серу вместо фосфора. Даже если известно, что макроэлементы азот, сера и фосфор служат компонентами белка, не забывайте, что белок состоит из разных аминокислот и отсутствие какой-либо из них не даст возможности ему существовать как таковому: получится совсем другой белок, играющий в жизни растения иную роль.

Казалось бы, теперь пришел момент указать необходимые растению дозировки питательных элементов, но. не следует забывать, что большинство из этих веществ и так наличествует в почве. Не зная, чего и сколько не хватает и есть ли недостача вообще, не торопитесь заваливать зеленого питомца удобрениями.

Чтобы знать приблизительное содержание питательных элементов в почве, не обязательно прибегать к услугам химической лаборатории. Достаточно внимательно приглядеться к виду растений и запомнить симптомы недостатка или избытка каждого из элементов. Можно и специально высадить в отведенную для растений почву, так сказать, тестовое растение — помидор, так как многие из декоративных растений имеют «нестандартную» окраску листьев и стеблей, а значит, и нетипичную реакцию, а реакции этого чувствительного овоща хорошо изучены и весьма наглядны.

Азот.
При недостатке азота замедляется развитие растения, цвет листьев становится бледным, в крайних случаях — желтым и даже бурым, бутоны осыпаются. У помидора жилки листьев становятся фиолетовато-красноватыми, стебли — тонкими, твердыми и волокнистыми.

При избытке азота листья темно-зеленые, насыщенного цвета, побеги растут усиленно, а вот цветение задерживается едва ли не сильней, чем при недостаче — для цветов фактор немаловажный. У декоративных растений с пестрыми листьями может исчезнуть оригинальная окраска: они позеленеют целиком.
Меньше всего азота требуется бобовым.

Фосфор.
Недостаток этого элемента становится заметным уже на стадии всходов. Для него характерны мелкие темной окраски (часто с фиолетовым оттенком) листья. У помидора семядоли растут вверх, их нижние стороны фиолетово-красные, листочки свернуты (при нормальном содержании фосфора в почве семядоли ориентированы горизонтально, а листочки разворачиваются).

Общее развитие растения также задерживается.

Избыток фосфора приводит к хлорозу, так как отрицательно влияет на усвоение железа. Его можно косвенно вычислить по состоянию однолетних растений — на них заметно главное его нежелательное воздействие: быстрое, преждевременное старение.

Калий.
При недостатке этого элемента растения будут низкорослыми и вялыми, листья — хрупкими, их края обычно начинают закручиваться вверх, ткани становятся бурыми и отмирают. Помидор реагирует возникновением на листьях бронзовых пятен, превращающихся в сплошную бурую кайму из отмершей ткани. Избытоккалия приводит к ухудшению окраски цветов, возникновению укороченных цветоносов; при избытке калия часто желтеют нижние листья.

Кальций.
Для недостатка кальция характерен карликовый рост растений и отмирание верхних почек. Корни становятся толстыми и короткими, покрываются слизью.

Сера.
От нехватки серы листья и их черешки становятся оде-ревеснелыми, стебли удлиняются, но растение в целом имеет явно нездоровый вид.

Магний.
Для недостатка магния также, как и для недостатка некоторых других питательных элементов, характерен хлороз, однако его развитие и симптоматика несколько иные. На нижних сторонах листьев ткань между прожилками бледнеет, хотя в непосредственной близости от них (в отличие от случая с недостатком азота, когда пожелтение и побледнение как бы расходится от самих жилок) остается зеленой дольше. Это явление иногда называют «мраморностью листьев». При большом дефиците цвет доходит до белого. У помидоров на листьях бледнеет верхняя непарная долька.

Железо.
Хлороз при дефиците железа начинается с верхней точки роста растения, после побледнения, в острых случаях верхние побеги буреют и отмирают.

Марганец.
Его нехватку можно диагностировать по состоянию молодых листочков: они очень мелкие и покрыты желтыми пятнами, в наиболее запущенных случаях ткань перед отмиранием не только коричневеет, но и становится прозрачной.

Бор.
При его недостатке хлороз, а затем и некроз начинают развиваться возле основания и по краям молодых листьев, которые впоследствии отмирают. Характерно почернение и ослизнение верхушечной почки (у помидоров, помимо этого, заметно сильное ветвление боковых побегов).

«Узелок на память». Потребность в питательных элементах неодинакова на разных стадиях развития растения.

Медь.
С проблемой нехватки меди встречаются нечасто, но это может произойти, если участок расположен на болотистом грунте. Комнатным растениям она, как правило, не угрожает, если цветок не растет на почти чистом торфе болотного происхождения. Существует даже особый термин, дающий название медному «недоеданию», — болезнь освоения. Стебли при ней становятся жесткими и тонкими, листья также истончаются и покрываются желто-зелеными пятнами. Листья помидоров становятся темно-синевато-зеленоватыми, хрупкими.

Цинк.
О нехватке цинка просигнализирует появление сероватых листьев. Листья постепенно приобретают бронзовый или желто-коричневый оттенок, а края их буреют.

Внимание!
Похожие симптомы у комнатных растений могут проявиться и по другим причинам:
• Растение выглядит угнетенным, его листья блекнут и желтеют при недостаточном освещении.
• Кончики листьев могут засыхать из-за недостаточной влажности воздуха.
• Измельчение листьев и замедление роста может объясняться тем, что горшок растению слишком мал (как правило, при этом корни вылезают на поверхность или через нижнее отверстие горшка).
• Светлые пятна на листьях могут появиться из-за опрыскивания жесткой водой. Они благополучно исчезнут, если их смыть.

Индивидуальные болезненные реакции разных видов растений на связанные с ошибками питания факторы будут упомянуты позже. Если вы можете исключить все прочие причины — выбирайте нужное удобрение.

Источник:
Энциклопедия комнатного цветоводства
Составитель М. В. Цветкова
Редактор Т. В. Некрасова Корректоры И. А. Калачева, И. В. Набока

Питание и удобрение, роль микро- и макроэлементов для растений

Роль питательных элементов для полноценной жизни растений имеет высокое значение. Благодаря микро- и макроэлементам, которые они получают с водой, из почвы и вместе с удобрениями, наращивается зеленая масса, формируется пышное цветение, у представителей плодовых — повышается урожайность.

Также, питательные элементы, которые находятся в балансе, способствуют укреплению иммунитета растения к болезням и вредителям. Каждый элемент играет определенную роль в жизнедеятельности всего организма.

Давайте детальнее рассмотрим роль основных минеральных веществ в жизнедеятельности растений, а также узнаем об удобрениях, которые лучше всего подходят домашним любимцам.

Макроэлементы и их значение для растений

Азот (N)

Азот является основным элементом для растений. Недостаток азота провоцирует замедление роста вегетативной массы, меняется окрас листовых пластин.

Соли аммония и азотной кислоты благоприятны для лучшего усвоения азота растениями. Прекрасными азотными удобрениями считаются аммиачная, калийная и кальциевая селитры, мочевина.

Калий (K)

Калий увеличивает способность клеток удерживать необходимую влагу. При недостатке калия отмирают края листьев, что напоминает ожоги. Листьях покрываются коричнево-желтыми пятнами, что является результатом нарушенного обмена азота.

Калийные препараты улучшают стойкость растений к пониженным температурам, к болезням, ускоряет образование подземных клубней, стеблей и т.д. В качестве удобрений можно использовать хлористый калий или калийную соль.

Фосфор (P)

Фосфор принимает участие в процессах фотосинтеза и дыхания. Недостаток фосфора особенно сказывается на ранних стадиях развития растений.

Отсутствие фосфора в нужных количествах приводит к замедлению роста, цветения и задержке развития корневой системы.

Для удобрения хорошо подойдет двойной суперфосфат или простой суперфосфат, калий фосфорнокислый. Детальнее о фосфорных удобрениях читайте с нами.

Магний (Mg)

Магний является составляющим молекулы хлорофилла и принимает участие в процессах фотосинтеза и дыхания.

Недостаток магния проявляется в разрушении хлорофилла. При этом возникает мраморность на листовых пластинках, они бледнеют и приобретают пестрый окрас. Источником магния служит сульфат магния.

Кальций (Ca)

Кальций повышает иммунитет растений, участвует в развитии сильной корневой системы и помогает формироваться корневым волоскам в большом количестве. Дефицит кальция приводит к поражению точек роста надземных органов и корней.

Микроэлементы и их значение для растений

Железо (Fe)

Железо участвует в окислительно-восстановительных реакциях дыхания, в результате чего формируется хлорофилл.

Дефицит железа влияет на листья, они приобретают светло-желтый (хлорозный) цвет. Железо находится в сульфатных и хлорных комплексах железа.

Молибден (Mo)

Молибден влияет на общее развитие растений. Дефицит молибдена способствует потускнению листьев или возникновению желто-зеленого цвета на них.

Это приводит к несбалансированности водного и азотного обмена. Молибдат аммония используют для восполнения этого элемента.

Марганец (Mn)

Марганец важный элемент для окислительно-восстановительных реакций, формирования хлорофилла и дыхания. Дефицит марганца приводит к закисанию железа, что накапливается в растении и приводит к дальнейшему отравлению. В балансе соотношение марганца к железу должно составлять 1:3. Марганец находится в сульфате марганца.

Цинк (Zn)

Цинк помогает в образовании веществ роста и хлорофилла. Недостаток цинка приводит к формированию светло-зеленых хлоротических пятен на листьях, а сама листва становится мелкой. Сульфат цинка используют для балансировки этого элемента.

Бор (B)

Бор необходим для корневого дыхания. Недостаток брома приводит к слабому цветению, часто отмирает точка роста вегетативной части и корневой. При недостатке бора плохо усваивается кальций. В качестве удобрений подойдет борная кислота.

Медь (Cu)

Медь необходимый элемент для белкового и углеводного обмена. Этот элемент повышает стойкость растения к грибковым инфекциям. Медь можно восполнить сульфатом меди.

О том, как подобрать цветы в детскую комнату мы подготовили занимательную статью для вас.

Как правильно вырастить амарант метельчатый из семян? Ответ на ваш вопрос уже готов.

Правила удобрения растений

Применяя удобрения комплексные, однокомпонентные, минеральные или органические необходимо помнить, что усваиваться они могут только в слабых растворах. Слишком высокие дозы питательных веществ могут обжечь листья или корни растения.

Для подготовки подкормки используйте мягкую, отстоянную воду, можно дождевую или родниковую, если есть такая возможность, комнатной температуры.

Подкормки проводят в утренний или вечерний период. Не удобряйте растения в обеденное время, в период палящего солнца.

Существует два вида подкормки: корневая и внекорневая, которую вносят в период опрыскивания. Для домашних растений в условиях помещений лучше подходят внекорневое питание.

Также, вы можете использовать банановую кожуру в качестве органической подкормки для растений, и узнать про Эпин и его действие на рост растений.

А для любителей знать больше, предлагаем посмотреть видео про удобрение комнатных растений

Макроэлементы

Макроэлементы – это химические элементы, которые растения усваивают в больших количествах. Содержание таких веществ в растениях варьирует от сотых долей процента до нескольких десятков процентов.

Содержание:

Элементы

Макроэлементы принимают непосредственное участие в построении органических и неорганических соединений растения, составляя основную массу его сухого вещества. Большей частью они представлены в клетках ионами.

Макроэлементы и их соединения являются действующими веществами различных минеральных удобрений. В зависимости от вида и формы, они применяются в качестве основного, припосевного удобрения и подкормки. К макроэлементам относятся: углерод, водород, кислород, азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера и некоторые другие, однако основными элементами питания растений являются азот, фосфор и калий.

В теле взрослого человека содержится порядка 4 граммов железа, 100 г натрия, 140 г калия, 700 г фосфора и 1 кг кальция. Несмотря на такие разные цифры, вывод очевиден: вещества, объединенные под названием «макроэлементы», жизненно необходимы нам для существования. [8] Большую потребность в них испытывают и другие организмы: прокариоты, растения, животные.

Сторонники эволюционного учения утверждают, что необходимость в макроэлементах определяется условиями, в которых зародилась жизнь на Земле. Когда суша состояла из твердых пород, атмосфера была насыщенна углекислотой, азотом, метаном и водяными парами, а вместо дождя на землю выпадали растворы кислот, именно макроэлементы были единственной матрицей, на основе которых могли появиться первые органические вещества и примитивные формы жизни. Поэтому даже сейчас, миллиарды лет спустя, все живое на нашей планете продолжает испытывать необходимость в обновлении внутренних ресурсов магния, серы, азота и других важных элементов, образующих физическую структуру биологических объектов.

Физические и химические свойства

Макроэлементы различны как по химическим, так и по физическим свойствам. Среди них выделяются металлы (калий, кальций, магний и прочие) и неметаллы (фосфор, сера, азот и прочие).

Некоторые физические и химические свойства макроэлементов, согласно данным: [2]

Макроэлемент

Физическое состояние при нормальны условиях

металл серебристо-белого цвета

твердый белый металл

металл серебристо-белого цвета

хрупкие кристаллы желтого цвета

металл серебристого цвета

Содержание макроэлементов в природе

Макроэлементы содержатся в природе повсеместно: в почве, горных породах, растениях, живых организмах. Некоторые из них, такие, как азот, кислород и углерод, являются составными элементами земной атмосферы.

Симптомы недостатка некоторых элементов питания у сельскохозяйственных культур, согласно данным: [6]

Элемент

Общие симптомы

Чувствительные культуры

Изменение зеленой окраски листьев на бледно-зеленую, желтоватую и бурую,

Уменьшается размер листьев,

Листья узкие и расположены под острым углом к стеблю,

Число плодов (семян, зерен) резко уменьшается

Капуста белокочанная и цветная,

Скручивание краев листовой пластинки,

Образование фиолетовой окраски

Краевой ожог листьев,

Побеление верхушечной почки,

Побеление молодых листьев,

Кончики листьев загнуты вниз,

Края листьев закручиваются вверх

Капуста белокочанная и цветная,

Капуста белокочанная и цветная,

Изменение интенсивности зеленой окраски листьев,

Низкое содержание белков

Окраска листьев меняется до белой,

• Азотв связанном состоянии присутствует в водах рек, океанов, литосфере, атмосфере. Большая часть азота в атмосфере содержится в свободном состоянии. Без азота невозможно формирование белковых молекул. [2]
• Фосфорлегко окисляется и в этой связи в чистом виде в природе не обнаруживается. Однако в соединениях встречается практически повсеместно. Является важной составляющей белков растительного и животного происхождения. [2]
• Калийприсутствует в почве в виде солей. В растениях откладывается в основном в стеблях. [2]
• Магнийраспространен повсеместно. В массивных горных породах содержится в виде алюминатов. В почве есть сульфаты, карбонаты и хлориды, но преобладают силикаты. В виде иона содержится в морской воде. [1]
• Кальций– один из самых распространенных в природе элементов. Его отложения можно встретить в виде мела, известняка, мрамора. В растительных организмах обнаруживается в виде фосфатов, сульфатов, карбонатов. [4]
• Серав природе очень широко распространена: как в свободном состоянии, так и в виде различных соединений. Обнаруживается и в горных породах, и в живых организмах. [1]
• Железо – один из самых распространенных металлов на Земле, однако в свободном состоянии встречается только в метеоритах. В минералах земного происхождения железо присутствует в сульфидах, оксидах, силикатах и многих других соединениях. [2]

Роль в растении

Биохимические функции

Высокий урожай любой сельскохозяйственной культуры возможен только при условии полноценного и достаточного питания. Кроме света, тепла и воды, растениям необходимы питательные вещества. В состав растительных организмов входит более 70 химических элементов, из них 16 абсолютно необходимых – это органогены (углерод, водород, азот, кислород), зольные микроэлементы (фосфор, калий, кальций, магний, сера), а также железо и марганец.

Каждый элемент выполняет в растениях свои функции, и заменить один элемент другим совершенно невозможно.

Из атмосферы

• Углерод поглощается из воздуха листьями растений и немного корнями из почвы в виде двуокиси углерода (CO₂). Является основой состава всех органических соединений: жиров, белков, углеводов и прочих.
• Водород потребляется в составе воды, крайне необходим для синтеза органических веществ.
• Кислород поглощается листьями из воздуха, корнями из почвы, а также выделяется из состава других соединений. Необходим как для дыхания, так и для синтеза органических соединений. [7]

Следующими по значимости

• Азот – важнейший элемент для развития растений, а именно, для образования белковых веществ. Его содержание в белках варьирует от 15 до 19 %. Он входит в состав хлорофилла, а значит, участвует в фотосинтезе. Азот обнаруживается в ферментах – катализаторах различных процессов в организмах. [7]
• Фосфор присутствует в составе ядер клеток, ферментов, фитина, витаминов и прочих не менее важных соединений. Участвует в процессах преобразования углеводов и азотосодержащих веществ. В растениях он содержится как в органической, так и в минеральной форме. Минеральные соединения – соли ортофосфорной кислоты – применяются при синтезе углеводов. Растения используют и органические фосфорные соединения (гексофосфаты, фосфатиды, нуклеопротеиды, сахарофосфаты, фитин). [7]
• Калий играет важную роль в белковом и углеводном обмене, усиливает эффект от использования азота из аммиачных форм. Питание калием – мощный фактор развития отдельных органов растений. Этот элемент благоприятствует накоплению сахара в клеточном соке, что повышает устойчивость растений к неблагоприятным природным факторам в зимний период, способствует развитию сосудистых пучков и утолщает клетки. [7]

Следующие макроэлементы

• Сера входит в состав аминокислот – цистеина и метионина, играет важную роль как в белковом обмене, так и в окислительно-восстановительных процессах. Положительно влияет на образование хлорофилла, способствует образованию клубеньков на корневой части бобовых растений, а также клубеньковых бактерий, усваивающих азот из атмосферы. [7]
• Кальций – участник углеводного и белкового обмена, оказывает положительное влияние на рост корней. Остро необходим для нормального питания растений. Известкование кислых почв кальцием обеспечивает повышение плодородия почвы. [7]
• Магний участвует в фотосинтезе, его содержание в хлорофилле достигает 10 % от его общего содержания в зеленых частях растений. Потребность в магнии у растений неодинакова. [7]
• Железо в состав хлорофилла не входит, однако участвует в окислительно-восстановительных процессах, крайне важных для образования хлорофилла. Играет большую роль в дыхании, поскольку является составной частью дыхательных ферментов. Оно необходимо как зеленым растениям, так и бесхлорофильным организмам. [7]

Недостаток (дефицит) макроэлементов в растениях

О дефиците того или иного макроэлемента в почве, а следовательно, и в растении отчетливо свидетельствуют внешние признаки. Чувствительность каждого вида растений к недостатку макроэлементов строго индивидуальна, однако имеются и некоторые схожие признаки. Например, при недостатке азота, фосфора, калия и магния страдают старые листья нижних ярусов, при нехватке кальция, серы и железа – молодые органы, свежие листья и точка роста.

Особенно отчетливо недостаток питания проявляется у высокоурожайных культур.

Избыток макроэлементов в растениях

На состояние растений влияет не только недостаток, но и избыток макроэлементов. Он проявляется, прежде всего, в старых органах, и задерживает рост растений. Часто признаки недостатка и избытка одних и тех же элементов бывают несколько схожи. [6]

Симптомы избытка макроэлементов в растениях, согласно данным: [6]

Элемент

Симптомы

Подавляется рост растений в молодом возрасте

Во взрослом – бурное развитие вегетативной массы

Снижается урожайность, вкусовые качества и лежкость плодов и овощей

Затягивается рост и созревание

Снижается устойчивость к грибным заболеваниям

Повышается концентрация нитратов

Хлороз развивается на краях листьев и распространяется между жилками

Концы листьев свертываются

На концах и краях более старые листья становятся желтоватыми или коричневыми

Появляются яркие некротические пятна

Раннее опадение листьев

Снижение сопротивляемости грибковым заболеваниям

Снижение устойчивости к неблагоприятным климатическим условиям

Ткань не некротическая

На листьях пятна

Листья вянут и опадают

Межжилковый хлороз с беловатыми некротическими пятнами

Пятна окрашены либо имеют наполненные водой концентрические кольца

Рост листовых розеток

Листья немного уменьшаются

Сморщивание молодых листьев

Концы листьев втянуты и отмирают

Общее огрубение растений

Ткань не некротическая

Хлороз развивается между жилками молодых листьев

Жилки зеленые, позднее весь лист – желтый и беловатый

Содержание макроэлементов в различных соединениях

Азотные удобрения

Рекомендуются к применению на достаточно увлажненных дерново-подзолистых, серых лесных почвах, а также на выщелоченных черноземах. Они способны обеспечить до половины от общей прибавки урожая, получаемой от полной минеральной подкормки (NPK).

Однокомпонентные азотные удобрения делят на несколько групп:

1. Нитратные удобрения. Это соли азотной кислоты и селитры. Азот содержится в них в нитратной форме.
2. Аммонийные и аммиачные удобрения: выпускают твердые и жидкие. Содержат азот в аммонийной и, соответственно, аммиачной форме.
3. Аммонийно-нитратные удобрения. Это азот в аммонийной и нитратной форме. Пример – аммиачная селитра.
4. Амидные удобрения. Азот в амидной форме. К ним относятся мочевина и карбамид.
5. КАС. Это карбамид-амиачная селитра, водный раствор мочевины и аммиачной селитры.

Источник получения промышленных азотных удобрений – синтетический аммиак, образованный из молекулярного азота и воздуха. [5]

Фосфорные удобрения

Рекомендуется к применению на почвах легкого гранулометрического состава, а также на всех прочих почвах с низким содержанием подвижного фосфора.

Фосфорные удобрения делят на несколько групп:

1. Содержащие фосфор в водорастворимой форме – суперфосфаты простой и двойной. Фосфор удобрений данной группы легко доступен растениям.
2. Содержащие фосфор, не растворимый в воде, но растворимый в слабых кислотах (в 2%-ной лимонной) и щелочном растворе цитрата аммония. К ним относятся томасшлак, преципитат, термофосфаты и другие. Фосфор доступен растениям.
3. Содержащие фосфор, не растворимый в воде и плохо растворимый в слабых кислотах. Полностью фосфор данных соединений может растворяться только в сильных кислотах. Это костяная и фосфоритная мука. Считаются наиболее труднодоступными источниками фосфора для растений.

Основные источники получения фосфорных удобрений – природные фосфорсодержащие руды (апатиты и фосфориты). Кроме того, для получения этого вида удобрений используют богатые фосфором отходы металлургической промышленности (мартеновские шлаки, томасшлак). [5]

Калийные удобрения

Применение этого вида удобрений рекомендовано на почвах с легким гранулометрическим составом, а также на торфянистых почвах с низким содержанием калия. На прочих почвах с высоким валовым запасом калия потребность в данных удобрениях возникает только при возделывании калиелюбивых культур. К ним относятся корнеплоды, клубнеплоды, силосные, овощные культуры, подсолнечник и прочие. Характерно, что эффективность калийных удобрений тем сильнее, чем выше обеспеченность растений прочими основными элементами питания.

Калийные удобрения подразделяют на:

1. Местные калийсодержащие материалы. Это непромышленные калийсодержащие материалы: сырые калийные соли, кварц-глауконитовые пески, отходы алюминиевой и цементной продукции, растительная зола Однако использование этих источников неудобно. В районах с залежами калийсодержащих материалов их действие ослаблено, а дальняя транспортировка нерентабельна.
2. Промышленные калийные удобрения. Получают в результате обработки калийных солей промышленными способами. К ним относятся хлористый калий, хлоркалий-электролит, калимагнезия, калимаг и другие.

Источник производства калийных удобрений – природные месторождения калийных солей. [5]

Магниевые удобрения

По составу подразделяют на:

1. Простые – содержат только один питательный элемент. Это магнезит и дунит.
2. Сложные – содержат два и более питательных элемента. К ним относятся азотно-магниевые (аммошенит или доломит-аммиачная селитра), фосфорно-магниевые (фосфат магниевый плавленый), калийно-магниевые (калимагнезия, полигалит карналлит), бормагниевые (борат магния), известково-магниевые (доломит), содержащие азот, фосфор и магний (магний-аммонийфосфат).

Источники производства магнийсодержащих удобрений – природные соединения. Некоторые используются непосредственно как источники магния, другие перерабатываются. [4]