Нормирование содержания цинка в почве.

Первое отличие

Состоит в разном направлении отбора. В природных экосистемах существует естественный отбор, отвергающий неконкурентоспособные виды и формы организмов и их сообществ в экосистеме и тем самым обеспечивающий её основное свойство — устойчивость. В агроценозах действует преимущественно искусственный отбор, направленный человеком прежде всего на максимальное повышение урожайности сельскохозяйственных культур. По этой причине экологическая устойчивость агроценозов невелика. Они не способны к саморегуляции и самовозобновлению, подвержены угрозе гибели при массовом размножении вредителей или возбудителей болезней. Поэтому без участия человека, его неустанного внимания и активного вмешательства в их жизнь агроценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, многолетних трав — 3—4 года, плодовых культур — 20—30 лет. Затем они распадаются или отмирают.

Второе отличие

Состоит в источнике используемой энергии. Для естественного биогеоценоза единственным источником энергии является Солнце, точнее свет от него. В то же время агроценозы, помимо солнечной энергии, получают дополнительную энергию, которую затратил человек на производство удобрений, химических средств против сорняков, вредителей и болезней, на орошение или осушение земель и т. д. Без такой дополнительной затраты энергии длительное существование агроценозов практически невозможно.

Третье отличие

Сводится к тому, что в агроэкосистемах резко снижено видовое разнообразие живых организмов. На полях обычно культивируют один или несколько видов (сортов) растений, что приводит к значительному обеднению видового состава животных, грибов, бактерий. Кроме того, биологическое однообразие сортов культурных растений, занимающих большие площади (иногда десятки тысяч гектаров), часто является основной причиной их массового уничтожения специализированными насекомыми (например, колорадским жуком) или поражения возбудителями болезней (мучнисто-росяными, ржавчинными, головнёвыми грибами, фитофторой и др.).

Четвёртое отличие

Состоит в разном балансе питательных элементов. В естественном биогеоценозе первичная продукция растений (урожай) потребляется в многочисленных цепях (сетях) питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота в виде углекислого газа, воды и элементов минерального питания. В агроценозе такой круговорот элементов резко нарушается, поскольку значительную их часть человек изымает с урожаем. Поэтому для возмещения их потерь и, следовательно, повышения урожайности культурных растений необходимо постоянно вносить в почву удобрения.

Пятое отличие ё

Состоит в саморегуляционной изменчивости. У биоценоза она не ограничена временными рамками, ей не нужно воздействие человека для обеспечения жизнедеятельнсти всех её оранизмов. Агроценоз так как созданный человеком без его участия не может продержаться долгое время. Максимальный срок существования агроценоза не более пяти лет при условии, что в нём возделываются только многолетние травы. По истечении этого срока в нём значительно увеличивается количество сорняков и вредителей, и агроценоз становится биоценозом.

Естественные экосистемы, как правило, замкнуты, то есть отличаются весьма малыми потоками вещества и энергии через их границы. Любая сельскохозяйственная экосистема существенно отличается от природных экосистем значительными потоками вещества и энергии через ее границы из-за выноса веществ с урожаем, поступления удобрений, воды для орошения, пестицидов, и т.п. Центральным звеном в агроэкосистеме является почва, в которой, несмотря на массированные антропогенные воздействия, плодородие должно сохраняться на определенном уровне, чтобы обеспечивать ожидаемый уровень продукции. При этом возникает ряд проблем окружающей среды на уровне отдельного сельскохозяйственного поля. Другая группа проблем связана с воздействием сельского хозяйства на окружающую среду за пределами поля, и часто весьма далеко за пределами

Человек в агроценозе использует в основном азотные, фосфорные и калийные удобрения. При их избытке растения начинают потреблять большее количество микроэлементов. В результате этого возникает дефицит. В данной курсовой работе мы рассмотрим влияние и свойства одного из них, а именно цинка.

Глава 1

Агроэкосистемы

Агроэкосистемы занимают примерно 10% всей поверхности суши (1,2 млрд. га) и дают человечеству около 90% всей пищевой энергии. Биологическая продуктивность их выше, но устойчивость ниже, чем у природных экосистем.

Агроэкосистемы специфичны не только с точки зрения круговорота веществ. Энергетический цикл в них также складывается иначе, чем в природе. Если естественные энергетические процессы происходят в двух поясах — ’’зеленом” и ’’коричневом” — и обусловлены притоком солнечной энергии, то для агроэкосистем характерно значительное внешнее энергетическое воздействие со стороны обрабатывающих машин и агрегатов. Их использование в рамках технологии возделывания культуры по существу обеспечивает специализацию агроэкосистемы и рост ее продуктивности. По анализу Ю. Одума увеличение энергозатрат на гектар пашни от 0,7 до 7,5 кВт приводит к увеличению урожаев от 2 до 9т/га. Из сказанного следует, что для исследования продукционного процесса агроэкосистем необходимо развитие системного подхода. Опишем структуру сезонной модели агрофитоценоза пшеницы. Детальное описание модели, включая систему дифференциальных уравнений и обоснование метода их интегрирования, содержится в [1, 18]. Посев пшеницы можно с достаточной степенью точности рассматривать как составленный растениями, равномерно размещенными на некоторой площади. Внешние условия наряду с воздействиями со стороны вредителей, болезней и сорняков определяют динамику ростра и развития растений пшеницы и в конечном счете определяют уровень,урожая и его качество. С другой стороны, сами растения в процессе вегетации изменяют среду своего обитания, оказывают влияние на динамику влаго- и теплообмена в почве и приземном воздухе, изменяют радиационный, газовый режим и т.д. Поэтому комплексная модель продуктивности посевов должна включать в себя взаимосвязанные описания процессов, происходящих как в самих растениях, так и в среде их обитания.

Агроэкосистемы с преобладанием зерновых культур существуют не более 1 года, многолетних трав — 3—4 года, плодовых культур.— 20—30 лет, а затем они распадаются и отмирают. Полезащитные лесные полосы также относятся к агроэкосистемам. В степной зоне они существуют 30 и более лет. Однако без поддержки человеком (рубки, ухода, дополнения и пр.) они постепенно «дичают», превращаясь в естественные экосистемы, или погибают.

Агроэкосистемы имеют некоторые черты, роднящие их с природными экосистемами. Это сходство обусловлено тем, что развитие и рост культурных растений в период вегетации происходит под действием солнечной энергии, как и в природных экосистемах. Однако для функционирования агроэкосистем кроме энергии солнечного света необходимы дополнительные виды энергии, связанные с проведением сева и уборки урожая, обработкой почвы, применением минеральных удобрений и пестицидов.

Агроэкосистемы (сельскохозяйственные экосистемы, агроценозы) — искусственные экосистемы, возникающие в результате сельскохозяйственной деятельности человека (пашни, сенокосы, пастбища).

.

В агроэкосистемы доиндустриального типа дополнительно вкладывается около 2ГДЖ/га в год, в многоотраслевое хозяйство развитых стран — 12—15, а в интенсивные механизированные агроэкосистемы развитых стран — 15—20 ГДЖ/га в год.

Такие агроэкосистемы (агробиоценозы) можно уподобить сельскохозяйственным фермам, основанным на экологизации производства.

Основу агроэкосистемы составляет культурный фитоценоз — многолетние и однолетние травы, зерновые колосовые сплошного сева, пропашные и др., — который пополняется сообществами насекомых-опылителей, животных и птиц.

АГРОЦЕНОЗ (АГРОЭКОСИСТЕМА) — искусственная экологическая система (биогеоценоз), основные функции (прежде всего продуктивность) которой поддерживаются системой агрохимических мероприятий (вспашка, внесение удобрений, обработка ядохимикатами и т. д.). Без поддержки человека А. быстро распадается, возвращается в естественное состояние.

Воздействия на агроэкосистемы будут весьма сложными и неоднозначными. Вследствие увеличения концентрации углекислого газа несколько возрастут величины фотосинтеза и, возможно, урожай. В районах, где земледелие лимитируется притоком тепла (например, в России и Канаде), вероятность повышения урожая увеличится. В аридных и семиаридных районах, где оно ограничено наличием доступной для растений влаги, изменение климата отразится неблагоприятным образом. Потребности в воде для орошения найдут серьезную конкуренцию с другими потребителями водных ресурсов - промышленностью и коммунальным водоснабжением. Более высокие температуры воздуха будут способствовать ускорению естественного разложения органического вещества почвы, снижая ее плодородие. Вероятность распространения вредителей и болезней растений увеличится.

вредители играют важную роль в агроэкосистемах и при неконтролируемой плотности могут резко снижать урожай. ФИТОЦЕНОЗ - см. Растительное сообщество. ФЛУКТУАЦИИ (экосистем)-см. Циклические изменения экосистем.

Смягчить пагубное влияние И. на биоту агроэкосистемы может интегрированный метод защиты растений и использование быстро разрушающихся И. избирательного действия, поражающих определенные виды вредителей. Тем не менее, в перспективе желательно отказаться от И. и применять только биологические методы защиты растений.

Агроэкология — это научная дисциплина об агроэкосистемах, под которыми понимают вторичные, измененные при сельскохозяйственном производстве, экосистемы (поля, занятые сельскохозяйственными культурами, сады, огороды и т. п.).

Эрозия в масштабах поля может оказывать в агроэкосистеме влияние на участки, расположенные от водораздела на значительном расстоянии. Это определяется тем, что смытая почва должна где-то скапливаться. Эрозия оказывает вредное воздействие также на озера и реки.

Она повышает общее биологическое разнообразие агроэкосистемы, так как в лесах находят экологические ниши насекомые-энтомофаги и птицы, контролирующие плотность популяций вредителей (см. Система полезных симбиотических связей).

Например, широко используется разведение и выпуск в агроэкосистемы насекомых-хищников: божьей коровки, жужелицы, муравьев и др. (биологическая защита), внедрение в природные популяции видов или особей, не способных давать потомство (генетический метод защиты), оптимизация размеров отдельных полей для подавления нежелательных видов (агротехнический метод) и т. д.

Антропогенные системы (промышленные и селитебные агломерации, агроэкосистемы) не могут стабильно существовать за счет только приходящей солнечной энергии, и для обеспечения собственной упорядоченности ,требуют колоссальных энергетических и материальных дотаций извне: сырьевых полезных ископаемых, древесины, запасенных в недрах энергоносителей. Получение этих дотаций возможно только из природных систем биосферы, что ведет к глобальному разрушению последних на огромных территориях: отходы производства вызывают загрязнение среды, оазисы и леса замещаются пустынями, реки и озера пересыхают и жизнь в них прекращается, образуются полностью нарушенные (например, "лунные" - брошенные карьеры) пейзажи. Характерный пример последних лет - Аральское море. Кроме того, любая созданная человеком система так или иначе замещает природную, формируясь на занятой ею в прошлом территории.

К искусственным экосистемам относятся города и другие поселения, агроэкосистемы, индустриальные зоны.

Широко используется биологическая защита — разведение и выпуск в агроэкосистемы божьей коровки, жужелицы, трихограммы, муравьев и других насекомых-хищников и паразитов.

Требуют решения вопросы определения допустимой антропогенной нагрузки на агроэкосистемы в пределах каждого хозяйства, разработки соответствующих моделей и создания банка данных индикаторов состояния природной среды на разных участках сельскохозяйственной деятельности.

Для уменьшения негативных последствий хозяйственной деятельности человека на агроэкосистемы необходимо применение природоохранных мероприятий агротехники, целью которых является приближение агробиоценозов к природным экосистемам. Это позволит создать устойчивые агроэкосистемы, в которых поддерживается баланс питательных веществ в почве, продуктивность пастбищ, относительно высокое биоразнообразие и пр., т. е. превратить агроэкосистемы в гармонические составные части общего природного ландшафта Земли. Американский эколог В. Джексон, один из авторов книги «Сельскохозяйственные экосистемы» (1987, с. 221) пишет: «Веку эксплуатации экосистем должен прийти конец. Если для нас вообще существует сносное будущее, то сменит его век спасения экосистем... И, наконец, если разлад с природой с глубокой древности начался с сельского хозяйства, то пусть с него же начнется приближение к гармонии».

БИОГЕОЦЕНОЗ — однородная экологическая система (участок леса, луга, степи). Однородный участок агроэкосистемы называется агробиогеоценозом.

В условиях сельскохозяйственного использования почв и различного рода антропогенных воздействий на агроэкосистемы и природные почвы исключительное значение приобретают взаимодействия гумусовых веществ с агрохимикатами и загрязнителями. Есть данные, показывающие, что гумусовые вещества активно влияют на поведение в почвах питательных элементов минеральных удобрений, а также различных загрязнителей.

Экологический «синдром» агроценоза — экологическое явление, состоящее в том, что эксплуатируемые для нужд человека агроэкосистемы неустойчивы по своей природе, ибо в условиях стресса они сильно уязвимы для конкурентов, возбудителей болезней, паразитов, хищников, стихийных бедствий и других факторов.

Как и земледелие, животноводство имеет много разнообразных форм в связи с различиями природных условий и уровней развития общества. В животноводческих агроэкосистемах геоэкологические изменения более постепенны, но не менее глубоки. Не случайно, одна из проблем геоэкологии заключается в определении того, каким было исходное, до антропогенное состояние африканской саванны, поскольку она постепенно трансформировалась под влиянием многотысячелетнего и весьма интенсивного выпаса скота. В засушливых районах мира основная геоэкологическая проблема пастбищного скотоводства - постепенное истощение пастбищ, то есть прогрессирующее антропогенное опустынивание вплоть до уничтожения растительного и почвенного покрова.

Основой агросистемы является искусственный фитоценоз, состоящий из сельскохозяйственных растений, который обычно дополняется сообществом животных — насекомых, птиц, млекопитающих, земноводных. Агроэкосистема находится в непосредственной связи с естественными условиями среды — почвой, почвенной и тмосферной влагой, почвенными микроорганизмами.

Б. М. Миркин, Г. С. Розенберг и Л. Г. Наумова дают несколько иную характеристику агробиогеоценоза. Они считают, что агробиогеоценоз — это полевой участок, который представляет собой совокупность агробиоценоза и почвы с прилегающим слоем атмосферы. Агробиогеоценоз, по авторам, — элемент агроэкосистемы. Экосистема — безранговое понятие, совокупность биогенных и абиогенных компонентов участка суши, используемого для производства сельскохозяйственной продукции (растительной и животной). Биогеоценоз, по Н. Ф. Реймерсу, больше напоминает то, что Б. М. Миркин и его соавторы называют агроэкосистемой. В то же время термином «агроэкосистема» нередко обозначают и теплицы, и оранжереи, и поля, и животноводческие фермы, и индивидуальные или коллективные хозяйства, и аграрные ландшафты, и агросферу.

В 90-е годы Л.Л. Шишов и его коллеги, используя представления о законах гармонии и энерго-массопереноса, дают новое определение почвенного плодородия как «специфического свойства почвы, характеризующего накопленные ресурсы вещества, энергии и информации, которые используются растениями в процессе функционирования агроэкосистемы». Однако и оно не исчерпывает всей сущности этого уникального свойства почв, благодаря которому развивается жизнь на Земле.

Естественные экосистемы, как правило, замкнуты, то есть отличаются весьма малыми потоками вещества и энергии через их границы. Любая сельскохозяйственная экосистема существенно отличается от природных экосистем значительными потоками вещества и энергии через ее границы из-за выноса веществ с урожаем, поступления удобрений, воды для орошения, пестицидов, и т.п. Центральным звеном в агроэкосистеме является почва, в которой, несмотря на массированные антропогенные воздействия, плодородие должно сохраняться на определенном уровне, чтобы обеспечивать ожидаемый уровень продукции. При этом возникает ряд проблем окружающей среды на уровне отдельного сельскохозяйственного поля. Другая группа проблем связана с воздействием сельского хозяйства на окружающую среду за пределами поля, и часто весьма далеко за пределами.

В наибольшей степени деградируют почвы агроэкосистем. Причина неустойчивого состояния агроэкосистем обусловлена их упрощенным фитоценозом, который не обеспечивает оптимальную саморегуляцию, постоянство структуры и продуктивности. И если у природных экосистем биологическая продуктивность обеспечивается действием естественных законов природы, то выход первичной продукции (урожая) в агроэкосистемах всецело зависит от такого субъективного фактора, как человек, уровня его агрономических знаний, технической оснащенности, социально-экономических условий и т. д., а значит, остается непостоянным.

В почву поступают не только органические остатки отмерших растений (первичное органическое вещество), но и продукты их микробиологической трансформации, а также остатки животных (вторичное органическое вещество). Первичная продуктивность различных наземных экосистем неодинакова и лежит в пределах от 1—2 т/га в год сухого органического вещества (различные виды тундры) до 30— 35 т/га в год (влажные тропические леса) (см. табл. 3). В агроэкосистемах в почву поступает растительных остатков от 2—3 т/га в год (пропашные культуры) до 7—9 т/га в год (многолетние травы). Практически все органическое вещество почвы перерабатывают микроорганизмы и представители почвенной фауны. Конечными продуктами этой переработки являются минеральные соединения. Однако конкретные пути трансформации первичных органических соединений и образование различных по устойчивости и сложности органических продуктов, их участие на различных этапах трансформации в почвообразовании и питании растений во многом остаются неисследованными.

В последние годы проводятся широкие исследования по экологической оптимизации степного природопользования, основной целью которых является установление предельных параметров (коэффициены распаханности и лесистости, степень зарегулированности поверхностного стока, нагрузка скота на единицу площади, индекс экологического разнообразия и др.), при которых еще может существовать устойчивый степной ландшафт. Все это позволит максимально использовать полезные свойства ландшафта, уменьшить возможные их потери и снизить антропогенные нагрузки на агроэкосистемы степной зоны.

Для очищения почв от атразина используют посевы кукурузы, сорго, сахарного тростника на фоне высоких доз органических и минеральных удобрений. В настоящее время разработаны математические модели, позволяющие прогнозировать процессы накопления и разложения пестицидов в агроэкосистемах (К. Рэуце, С. Кырстя, 1986).

На описательном уровне развития науки столь противоположные подходы на самом деле дополняли друг друга, а не противоречили один другому. Если нет «целого», или «системы», то нам неоткуда будет выделить компоненты, а если нет составных частей, то не может быть целого (вспомним определение понятия «система» на с. 14). Практически же тот или иной подход зависит от цели исследования и в значительной мере от степени взаимосвязанности компонентов. При сильной взаимосвязанности компонентов качественно новые свойства, вероятнее всего, проявятся только на уровне целого. Следовательно, при мерологическом подходе эти важные свойства могут быть упущены. Но, что самое главное, конкретный организм в разных системах может вести себя совершенно по-разному, и эта изменчивость, очевидно, связана с тем, как данный организм взаимодействует с другими компонентами экосистемы. Например, многие насекомые в агроэкосистеме являются опасными вредителями, а в своих естественных местообитаниях они не опасны, так как там их держат под контролем паразиты, конкуренты, хищники или химические ингибиторы.

Быстрое окисление гумуса и высвобождение газообразной СО2, в норме удерживаемой почвой, проявляется и в иных, более тонких и лишь недавно обнаруженным эффектах. Среди них — влияние СО2 на круговорот других элементов питания. Например, Нельсон (Nelson, 1 П()7), исследуя раковины двустворчатых моллюсков, показал, что в результате сведения лесов и распашки земель уменьшилось количество некоторых микроэлементов и почвенных водах. Он обнаружил, что раковины двустворчатых моллюсков из индейских кухонных куч возрастом 1000—2000 .чет содержат на 50— 100% больше марганца и бария, чем раковины современных моллюсков. Методом исключения Нельсон пришел к выводу, что скорость вымывания марганца и бария из подстилающих пород уменьшилась из-за уменьшения потока насыщенной СО2 кислой воды, циркулирующей глубоко в почве. Иными словами, вода в настоящее время имеет тенденцию быстро стекать по поверхности почвы, а не фильтруется через гумусовые слои. Эколог скажет, что современное изменение человеком ландшафта заметно повлияло на поток веществ из резервного фонда в обменный. Если мы понимаем происходящее и знаем, как исправить положение, то такие изменения не обязательно должны быть разрушительными. Агрономы пришли к выводу, что во многих районах для поддержания урожайности сейчас необходимо добавлять к удобрениям следовьте количества некоторых минеральных элементов (микроэлементов), поскольку агроэкосистемы не так хорошо, как природные, удерживают в обороте эти элементы.

Глава 2.

Цинк как микроэлемент

Цинк – один из восьми микроэлементов, необходимых для нормального здорового роста и размножения растений; остальными приходятся бор, хлор, медь, железо, марганец, молибден и никель. Эти элементы относятся к «необходимым микроэлементам», так как они требуются в сравнительно малых количествах для растительных тканей (5 – 100 мг/кг). Некоторые из этих элементов, а именно: медь, железо, марганец и цинк, вдобавок с кобальтом, хромом, йодом и селеном, являются также необходимыми для животных.

Основным источником цинка для растений является почва. Элемент легко адсорбируется как минералами, так и органическими компонентами, поэтому в большинстве типов почв наблюдается его аккумуляция в поверхностных горизонтах (Ермохин, Синдирёва, Трубина, 2002). Недостаток цинка в почвах приводит к нарушению обмена веществ, снижению продуктивности растений и качества их продукции.

Причинами дефицита цинка могут служить низкие природные концентрации доступного растениям цинка в почвах, которые связаны:

- с низким валовым содержанием элемента в почвах;

- с факторами, обуславливающими низкую подвижность металла в почвах (высокое содержание гидроксидов железа, карбонатов, органических соединений, фосфатов). Так же отрицательно на подвижность в почвах и поступление цинка в растения влияют фосфаты почвы.

По данным А. Н. Аристархова (2000), 95.5% от площади 44 млн. га плодородных почв страны содержат недостаточное количество подвижных форм Zn.

Поскольку фосфор – один из главных элементов питания растений и постоянно вносится в возделываемую почву, его взаимодействие с цинком, как в самой почве, так и в растениях, становится одной из основных причин дефицита цинка в последних. ножения растений; остальными приходятся бор, хлор, медь, железо, марганец, молибден и никель. Эти элементы относятся к «необходимым микроэлементам», так как они требуются в сравнительно малых количествах для растительных тканей (5 – 100 мг/кг). Некоторые из этих элементов, а именно: медь, железо, марганец и цинк, вдобавок с кобальтом, хромом, йодом и селеном, являются также необходимыми для животных.

Цинковое голодание нарушает углеводный обмен у растений, процесс образования хлорофилла, изменение морфологических признаков растения (в частности, образование розеточности - побегов с укороченными междоузлиями и мелкими листьями) (Минеев, 2004).

В растениях цинк не участвует в окислительно-восстановительных реакциях, поскольку не меняет степень окисления. Он входит в состав более 30 ферментов, в т. ч. фосфатазы, карбоангидразы, алкогольдегидрогеназа, РНК-полимераза и др. Карбоангидраза катализирует разложение гидрата окиси углерода на воду и углекислый газ. Эта реакция важна для процесса фотосинтеза. Фермент карбоангидраза, катализируя высвобождение CO, из гидрата окиси углерода, способствует его использованию в процессе фотосинтеза. Кроме того, цинк активирует такие ферменты, как енолаза, альдолаза, гексокиназа, триозофосфатдегидрогеназа. В этой связи понятно значение цинка для процессов дыхания и фотосинтеза.

Цинк играет важную роль при образованиифитогормона ауксина. Это связано с тем, что цинк, повышая активность триптофансинтетазы, влияет на образование аминокислоты триптофана — предшественника ауксина. Внесение цинка повышает содержание ауксинов и заметно сказывается на темпах роста растений. При дефиците цинка возрастает проницаемость мембран, что свидетельствует о роли этого элемента в структуре мембран, в поддержании их интеграции.

Цинк влияет на белковый синтез, на активность РНКазы. Обнаружены белки, содержащие цинк и участвующие в репликации ДНК и транскрипции. Цинк входит в состав одного из факторов регуляции транскрипции в соединении с остатками гистидина и цистеина («цинковые пальцы») (Якушина, Бахтенко, 2005).

Урожай основной и побочной продукции ячменя по вариантам опыта распределился следующим образом (табл.2).

Таблица 2. Урожайные данные

Кочиан (Kochian, цитировано по Alloway, 2004) предложил, что перемещение цинка через плазматическую мембрану направлен мощным отрицательным зарядом, и, следовательно, этот процесс термодинамически пассивен. Этот отрицательный заряд плазматической мембраны движет цинк во множестве потоков дивалентных катионов в двудольных и однодольных за исключением злаков. Кочиан (Kochian, цитировано по Alloway, 2004) предположил, что безбелковые аминокислоты, именуемые «фитосидерофорами» или «фитометаллофорами», создают комплексное соединение с цинком и выводят его на поверхность плазматической мембраны корневой клетки. Эти фитосидерофоры выделяются из корней в результате дефицита железа и цинка. Получившийся комплекс в дальнейшем транспортируется в клетку с помощью белка-транспортёра.

Глава 2.1.

Цинковое голодание

Цинковое голодание нарушает углеводный обмен у растений, процесс образования хлорофилла, изменение морфологических признаков растения (в частности, образование розеточности - побегов с укороченными междоузлиями и мелкими листьями) (Минеев, 2004).

Растения на недостаток цинка реагируют следующим образом: во-первых, на них образуются узкие и закрученные в спираль листья, во-вторых, ткань между жилками обесцвечивается, вследствие чего жилки на общем фоне отчетливо выделяются как зеленая сетка

Цинковое голодание обычно связано с низким содержанием в почве подвижных форм цинка. Установлено, что доступность цинка снижается при внесении в почву извести и фосфатов. В связи с этим недостаток его особенно сильно проявляется на карбонатных почвах, при рН 7 и выше. Структура почвы и наличие в ней органического вещества также оказывают большей-1 влияние на доступность цинка: обогащение почвы органическим веществом, вероятно, приводит к переходу его в нерастворимые соединения. Однако продолжительное применение минеральных удобрений, не содержащих цинка, без применения навоза способствует развитию заболевания, а внесение навоза, в котором, очевидно, всегда присутствует некоторое количество солей цинка, снижает его дефицит.

Признаки цинкового голодания у овощных культур в полевых условиях обнаруживаются редко. Выражаются они в появлении пятнистости листьев, которые становятся желтыми, а иногда приобретают бронзовый оттенок. У томатов образуются ненормально мелкие хлоротичные листья, напоминающие мел-колистность плодовых деревьев.

При цинковом голодании растений появляются хлоротичные пятна на листьях, которые становятся бледно-зелеными, а у некоторых растений почти белыми. У яблони и ореха при недостатке цинка развивается так называемая розеточная болезнь, выражающаяся в том, что на концах ветвей образуются мелкие листья, располагающиеся в форме розетки. У косточковых пород и винограда при недостатке цинка наблюдается так называемая мелколи-стность, у цитрусовых культур - крапчатость листьев, а у грецкого ореха - желтуха.

При цинковом голодании плодовых почек закладывается очень мало. Урожайность резко падает, причем плоды становятся мелкими и имеют уродливую форму. Когда розеточность-появляется в конце периода роста растений, ее признаки бывают выражены менее четко.

Для устранения цинкового голодания рекомендуется проводить опрыскивание деревьев 4 - 5 % - ным раствором сульфата цинка в период покоя или опрыскивание листвы 0 1 % - ным раствором той же соли после опадения цветочных лепестков.

В полевых условиях цинковое голодание может наблюдаться также у фасоли, сои, льна и других культур.

Таблица 1. Дозы цинковых удобрений под основные культуры

Таким образом, цинковое голодание растений в той или иной степени отмечается, по сути дела, почти во всех районах возделывания цитрусовых. В связи с установлением цинкового голодания растений в литературе отмечается применение цинковых удобрений под цитрусовые и тунговое дерево.

Раннее появление розеточности в весенний период является признаком сильного цинкового голодания яблони. В этом случае иногда наблюдается слабый хлороз листьев, который легко спутать с хлорозом, появляющимся при недостатке железа или марганца.

Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что отсутствие каких-либо внешних признаков цинкового голодания еще не является показателем нормального питания растений этим элементом.

Многими исследователями доказана связь между обеспеченностью растений цинком и образованием и содержанием в них ауксинов. Цинковое голодание вызывается отсутствием активного ауксина в стеблях растений и очень пониженной его деятельностью в листьях.

Цинковое голодание замечается у плодовых деревьев на карбонатных почвах в засушливых районах страны; внешне оно проявляется в образовании на концах ветвей побегов с укороченными междоузлиями и мелкими листьями.

Из бобовых культур весьма чувствительны к недостатку цинка фасоль и соя. Показателем цинкового голодания служит появление хлороза на л истьях.

Таким образом, цинковое голодание растений в той или иной степени отмечается, по сути дела, почти во всех районах возделывания цитрусовых. В связи с установлением цинкового голодания растений в литературе отмечается применение цинковых удобрений под цитрусовые и тунговое дерево.

Следует, однако, заметить, что большинство схем патогенетического механизма энтеропатического акродерматита учитывают различия связывания цинка в грудном и коровьем молоке. Поскольку в норме подсосные телята не испытывают цинкового голодания, то либо у них функционирует иной механизм всасывания цинка, чем у человека, либо существует еще другое объяснение этого генетического дефекта, общее для обоих заболеваний.

В некоторых почвах растениям может недоставать цинка, который входит в фермент карбоангидразу, активирующую дыхание растений. Этот микроэлемент регулирует работу фермента рибо-нуклеазы, гидролизующего белок, причем разложение белковых веществ усиливается при цинковом голодании культур. Содержание цинка в растениях составляет 15 - 70 мг на 1 кг сухого вещества.

В Южной Англии недостаток цинка установлен для фруктовых деревьев. Отмечается, что при содержании усвояемого цинка менее 10 мг на 1 кг воздушно-сухой почвы у плодовых деревьев появляются признаки цинкового голодания. Рекомендуется опрыскивание листьев 0 1 % - ным раствором сульфата цинка после опадения цветочных лепестков или опрыскивание 4 - 5 % - ным раствором сульфата цинка деревьев в период покоя. Молибден применяется под бобовые, цветную капусту и некоторые другие культуры.

При недостатке его в почве разрушаются так называемые ростовые вещества растений - ауксины. Цинковое голодание иногда наблюдается на песчаных, супесчаных, гравийных и карбонатных почвах у кукурузы, бобовых, плодовых и цитрусовых. В качестве микроудобрений применяют промышленные отходы, содержащие соли цинка.

Цинк входит в состав ряда ферментов, участвующих в процессах фотосинтеза и дыхания растений. При недостатке цинка интенсивность этих процессов снижается. Цинковое голодание приводит к разрушению ростовых веществ и задержке роста растений.

Цинк входит в состав ряда ферментов, участвующих в процессах фотосинтеза и дыхания растений. При недостатке цинка интенсивность этих процессов снижается. Цинковое голодание приводит к разрушению ростовых веществ и задержке роста растения.

В некоторых почвах содержится недостаточное количество усвояемого для растений цинка. При его недостатке растения плохо развиваются или останавливаются в росте. Резко выраженное цинковое голодание приводит к заболеванию растений.