Makroelementy i mikroelementy glebowe

Rośliny pobierają większość pierwiastków potrzebnych im do życia z gleb. O zaspokojeniu potrzeb pokarmowych roślin decydują procentowa zawartość tych pierwiastków oraz forma ich występowania.

Forma występowania pierwiastków w glebach, a tym samych ich dostępność dla roślin, jest ściśle uzależniona od ilości i jakości koloidów w glebach, odczynu, właściwości sorpcyjnych. Skład chemiczny gleby, formy i związki występujących w niej pierwiastków określa się jako chemiczne właściwości gleb. Odczyn i zdolności sorpcyjne określa się mianem fizykochemicznych właściwości gleb.

Pierwiastki, zależnie od ilości niezbędnych roślinom, dzieli się na dwie grupy: makroelementy i mikroelementy.

Makroelementy występują w glebach w dużych stężeniach i stosunkowo duże ich ilości pobierają rośliny, których wzrost może ulegać zahamowaniu z powodu niedoboru tych składników. Nadmiar makroelementów na ogół nie jest szkodliwy dla roślin, poza niektórymi, jak np. azot. Do makroelementów należą: węgiel, wodór, tlen, azot, fosfor, potas, wapń, magnez, sód, siarka, żelazo. Poza węglem, tlenem, wodorem i częściowo azotem są one pobierane z roztworu glebowego przez system korzeniowy roślin. Tlen, węgiel i część azotu (za pośrednictwem bakterii korzeniowych) rośliny wyższe pobierają z powietrza, wodór natomiast z wody glebowej.

Mikroelementy występują w glebach w znikomych ilościach. Rośliny potrzebują ich bardzo mało, ale są one niezbędne jako katalizatory procesów fizjologicznych, takich jak: fotosynteza, oddychanie, powstawanie chlorofilu itd. Niedobór i nadmiar mikroelementów jest szkodliwy dla roślin i zwierząt. Do mikroelementów należą: mangan, cynk, miedź, bór, molibden, chlor, kobalt, jod, fluor, ołów.

Dostępność pierwiastków dla rośliny zależy od wielu czynników. Obok właściwości danego pierwiastka oraz cech gatunkowych i fazy rozwoju rośliny zależy ona od odczynu, wzajemnego stosunku pierwiastków w glebie oraz od dynamiki fizycznych właściwości gleb w okresie wegetacji roślin. Podłoże z dużą ilością związków odżywczych można ogólnie określić jako eutroficzne, zaś gleby ubogie w te składniki jako oligotroficzne.

Nasze drzewa leśne można ogólnie podzielić, według ich wymagań w stosunku do zasobności gleby w składniki odżywcze, na 3 grupy ekologiczne:

1) gatunki eutroficzne (o dużych wymaganiach) - jesion, jawor, wiąz polny, wiąz szypułkowy, wiąz górski, topola czarna, wierzba krucha, wierzba biała, dąb szypułkowy, olsza czarna;

2) gatunki mezotroficzne (o średnich wymaganiach) - dąb bezszypułkowy, buk, lipa, grab, klon zwyczajny, klon polny, olsza szara, dąb czerwony, osika, topola biała, brzoza omszona, modrzew, jedlica, sosna wejmutka, świerk;

3) gatunki oligotroficzne (o małych wymaganiach) - sosna zwyczajna, sosna czarna, sosna górska, jałowiec.

Grupę minerałów, stosunkowo bogatych w składniki ważne dla życia roślin, stanowią krzemiany i glinokrzemiany. Dlatego gleby, które posiadają większe ilości tych minerałów, są z reguły zasobniejsze w substancje odżywcze dla gleb. W ubogich glebach leśnych deficyty składników pokarmowych powinny być uzupełniane przez nawożenie. Niedobór chociaż jednego z fizjologicznie ważnych pierwiastków ogranicza możliwość rozwoju roślinności, Niedobór jakiegokolwiek pierwiastka odbija się ujemnie na rozwoju roślin, nawet gdyby innych składników było pod dostatkiem. W glebach naszego kraju stwierdza się najczęściej niedobory takich makroelementów, jak azot, fosfor, potas i wapń. Dlatego przy nawożeniu gleb leśnych wprowadza się do gleby w pierwszym rzędzie te właśnie pierwiastki.

MAKRO I MIKROELEMENTY – ZNACZENIE SKŁADNIKÓW

MINERLANYCH DLA ROŚLIN

Makroelementy – pierwiastki występujące w znacznych ilościach powyŜej 0,1% suchej masy, a objawy

niedoboru pojawiają się gdy ich stęŜenie spada poniŜej 0,1 mmol

Mikroelementy – pierwiastki występujące w bardzo małych ilościach, niezbędne dla roślin s stęŜeniach

100 – 1000 razy mniejszych niŜ makroelementy. Mn, Zn, B, Mo, Fe

MIKROELEMENTY

Fe, Cu, Co, Cl, Mo, Mn, Zn, Ni, B

MAKROELEMENTY

K, Ca, Mg, P, S, N

PIERWIASTKI ORGANOGENNE

C, O, H, N, P, K, Ca, S, Mg

ZróŜnicowanie zawartości mikro i makroelementów waha się w bardzo szerokich granicach.

RóŜnice te wynikają między innymi z występowania tych organizmów na róŜnych podłoŜach.

Kationy jednowartościowe pobierane są tym szybciej im większy jest ich promień a mniejsza

otoczka hydratacyjna: Cs

+

> Rb

+

> K

+

> Na

+

> Li

+

Kationy jednowartościowe pobierane są szybciej niŜ dwuwartościowe i trójwartościowe.

Page 2

www.sosen.110mb.com

Sosen

2

Tabela 1. Funkcja i objawy niedoboru mikroelementów

Pierwiastek

Forma

pobierania

Funkcje

Objawy niedoboru

Fe

Fe

2+

Fe

3+

Chelaty

Składnik: cytochromów, ferredoksynę,

dysmutazy ponadtlenkowej (SOD)

katalazy, peroksydazy, reduktazy

azotanowej. 80% Fe – w

chloroplastach.

Stymulator syntezy chlorofilu

Chloroza całych liści młodych.

Bardzo mała reutylizacja

Mn

Mn

2+

Mn

3+

Chelaty

Aktywator dekarboksylaz,

dehydrogenaz, występuje kompleksie

PSII – białko, w dysmutazie

ponadtlenkowej (SOD). Kwaśnej

fosfatazie. Uczestniczy w reakcjach

wydzielania O

2

w fotosyntezie.

Mozaikowa chloroza, nekroza

międzyŜyłkowa. Niekiedy

smugowate plamy (u zbóŜ).

Zahamowanie wzrostu.

Opadanie liści. Mała

reutylizacja.

B

H

2

BO

3

B

4

O

7

2-

Uczestniczy w tworzeniu struktur

ścian komórkowych i w procesie

wzrostu (podziały komórkowe, wzrost

łagiewki pyłkowej i in.). pośrednio

uczestniczy w metabolizmie (moŜe i w

transporcie) cukrowców.

Nekroza wierzchołków

wzrostu pędu i korzeni. Liście

kruche, zamieranie kwiatów,

brak zawiązywania owoców,

owoce niewyrośnięte,

skołowaciałe, spękane.

Nekrozy floemu. Wyjątkowo

mało ruchliwy.

Cu

Cu

2+

Cu

+

Chelaty

Składnik: plastocyjanina, oksydazy

cytochromowej i askorbinianowej,

tyrozynazy. Występuje w SOD (z Cu i

Zn) i reduktazie azotanowej. W

komórce głównie w chloroplastach.

Nekrotyczne plamy,

niebieskozielona barwa liści.

Czasem brak turgoru.

Zaburzenia w formowaniu

organów generatywnych.

Zahamowanie wypełniania

ziarniaków zbóŜ na glebach

świeŜo wziętych pod uprawę i

torfowych.

Zn

Zn

2+

Chelaty

Składnik: dehydrogenazy

alkoholowej, anhydrazy węglanowej,

SOD (z Cu) polimerazy RNA, palców

cynkowych, aktywator enzymów

metabolizmu cukrowców i białek.

Regulacja ekspresji genów.

Stabilizacja struktur białkowych.

Zahamowanie wydłuŜania

międzywęźli (u drzew),

redukcja powierzchni blaszek

liściowych. Przebarwienia

jasnozielone liści starszych.

Dezintegracja rybosomowego

RNA.

Mo

MoO

4

2-

Składnik nitrogenazy (z Fe) i

reduktazy azotanowej (z Fe)

Redukcja rozwoju blaszki

liściowej. Chloroza liści

młodych. Zahamowanie

brodawkowania i wzrostu

roślin motylkowych.

Deformacja pędu.

Ni

Ni

3+

Składnik ureazy i hydrogenaz

Brak danych

Page 3

www.sosen.110mb.com

Sosen

3

Tabela 2. Funkcje i objawy niedoboru makroelementów

Pierwiastek

Forma pobierania

Funkcja i transport

Objawy niedoboru

N

NO

3

-

NH

4

+

Mocznik

Składnik: aminokwasów,

amidów, białek, kwasów

nukleinowych, nukleotydów,

koenzymów, chlorofilu,

cytokinin. Transport przez floem

i ksylem.

Hamowanie wzrostu,

szczególnie liści, małe

krzewienie, chloroza liści

starszych 9dolnych –

zasychających). Łatwa

reutylizacja.

P

H

2

PO

4

-

HPO

4

2-

Składnik: kwasów

nukleinowych, nukleotydów,

koenzymów, fosfolipidów,

P-inozytoli, kluczowa rola w

reakcji przenoszenia, akumulacji

energii i fosforylacji. Występuje

jako Pi i PPi (forma mineralna).

Transport przez floem i ksylem.

Zahamowanie wzrostu, liście

ciemnozielone, często od

dolnej strony fioletowo

purpurowe (np. pomidory).

Łatwa reutylizacja.

S

SO

4

2-

Składnik: cystyny, cysteiny,

metioniny, białek, sulfolipidów,

róŜnych koenzymów (np. Co-A),

glutationu, kwasu limonowego;

występuje w związkach

smakowych i zapachowych

chrzanu, cebuli i czosnku,

olejkach gorczycznych.

Transport przez floem i ksylem.

Chloroza całych liści, Ŝyłki

czerwonawe. Czasem brak

turgoru liści. Objawy zbliŜone

do braku azotu. Łatwa

reutylizacja.

K

K

+

Występuje w postaci jonowej,

aktywator ponad 50 enzymów.

Uczestniczy w osmoregulacji

(np. aparatu szparkowego) i w

równowadze jonowej. Łatwa

remobilizacja. Transport przez

floem i ksylem.

Plamy chloretyczne i

nekrotyczne (od wierzchołka i

brzegów blaszki) na liściach

starszych (dolnych).

Zahamowany wzrost

szczególnie organów

spichrzowych. Łatwa

reutylizacja.

Ca

Ca

2+

Chelaty

Kofaktor enzymów np.

fosfolipazy, amylazy, ATP-azy,

stabilizator kilku receptorów,.

Składnik pektyn i ściany

komórkowej. Stabilizator błon

komórkowych. Wtórny

przekaźnik informacji w

regulacji metabolizmu.

Transport prawie wyłącznie

przez ksylem

Drastyczne zahamowanie

wzrostu. Zamieranie

wierzchołków pędu,

śluzowacenie korzeni,

nietypowe chlorozy.

Deformacja liści. Zasychanie

wierzchołków liści,

szczególnie kapustnych, sucha

zgnilizna owoców,: pomidora i

papryk, gorzka plamistość

jabłek. Słaba reutylizacja

międzyorganowa.

Makroelementy

C- podst. pierw. org., różne kombinacje przestrz. połączeń at. C stanowią szkielet budowy zw. org.

H- z C daje węglowodory, H i jego jony biorą udział w przebiegu proc. żyć. jak fotosynteza i oddychanie

O- z H tworzy wodę, z C i H tworzy cząst. węglowodanów i tłuszczów wł., kw. org., alkoh., aldehydy, ketony. O cząst. wydzielany podczas fotosyntezy, w oddych. tlen. stanowi ost. akcept. elektronów w łańc. oddech.

N- składnik aminokwasów oraz zasad azot. będących składnikiem kw. nuklein. i ukł. przen. energii, występuje też w fosfolipidach błon komórk. i barwnikach. Niedobór u roślin powoduje brak zdolności do syntezy chlorofilu co prowadzi do szybkiego zahamowania wzrostu, ograniczenia kwitnienia i żółknięcia liści

P- w kw. nuklein., ukł. przenośn. energii, fosfolipidach; w płynach ustrój. w post. jonów i kościach w formie soli u człowieka i zwierząt. U roślin w dojrz. nasionach w zw. chem. fitynie, uważanym za gł. zw. zapas. P. Niedobór ogranicza syntezę ATP, przez co hamuje przebieg fotosyntezy i oddech. Objawem jest spowolniony rozwój pędów i korzeni, żółkn. brzegów liści ich ziel.nieb. zabarwienie., karłowacenie i obumieranie liści

S- niezbędna do budowy 2 aminokwasów białk., jeden z nich cysteina uczestniczy w tworzeniu III rzęd. struktury białek, wchodzi też w skład aktywnej części oksydoreduktaz. Jej obecność w wytworach naskórka ma korzystny wpływ na ich własną. mechanizmy, w olejkach rośl., niedobór hamuje syntezę chlorofilu

Ca- składnik soli o istotnym znaczeniu dla budowy szkieletu otwornic, gąbek, skorupiaków, mięczaków oraz kręgowców. Jony pełnią ważną rolę w mech. skurczu mięsni, procesie krzepnięcia krwi, zmniejszają przepuszczalność błon kom., pobudliwość nerwów i mięsni, zwiększają lepkość cytoplazmy. Niedobór powoduje nieprawidłowy wzrost korzeni, młod. pędów i liści ulegających zniekształceniu