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

Популярным источником кальция является азотнокислый кальций. к оглавлению

Ванадий

Этот элемент принимает участие в регулировании деятельности сосудов и сердца. Ванадий способствует стабилизации концентрации холестерина. Это, в свою очередь, снижает вероятность возникновения атеросклероза, а также уменьшаются опухоли и отечность. Элемент нормализует работу печени и почек, способствует улучшению зрения. Ванадий участвует в регулировании в крови глюкозы и гемоглобина. Элемент присутствует в злаковых, редисе, рисе, картофеле. При дефиците ванадия повышается концентрация холестерина. Это чревато развитием атеросклероза и сахарного диабета.

Железо

Этот микроэлемент является одним из компонентов гемоглобина. Железо отвечает за формирование кровяных телец и участвует в клеточном дыхании. Этот элемент присутствует в горчице, тыквенных семечках, гранате, кунжуте, яблоках, лесных орехах, морской капусте. Состояние клеток кожи, ротовой полости, кишечника и желудка напрямую зависит от концентрации железа. При недостатке этого элемента отмечается постоянная сонливость, быстрая утомляемость, ухудшение состояния ногтевых пластин. Кожа при этом становится сухой, грубеет, во рту часто пересыхает, развивается анемия. В некоторых случаях могут изменяться вкусовые ощущения.

Йод

Этот микроэлемент принимает участие в выработке тироксина – гормона щитовидной железы. В ней присутствует большая часть (порядка 15 из 25 мг) йода. Если этого элемента будет в организме достаточно, то работа простаты, яичников, печени, почек будет проходить без нарушений. Йод присутствует в пшенице, молочных продуктах, шампиньонах, водорослях, ржи, фасоли, шпинате. При дефиците элемента отмечается увеличение щитовидки (зоб), мышечная слабость, замедление в развитии умственных способностей, дистрофические изменения.

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.

Бор

Данный элемент присутствует практически во всех тканях и органах человека. Больше всего бора обнаруживается в костях скелета, зубной эмали. Элемент оказывает благоприятное влияние на весь организм, в целом. За счет него работа эндокринных желез становится более стабильной, формирование скелета – более правильным. Кроме того, повышается концентрация половых гормонов, что имеет особое значение для женщин в период климакса. Бор присутствует в сое, гречке, кукурузе, рисе, свекле, бобовых. При недостатке данного элемента отмечаются гормональные сбои. У женщин это чревато развитием таких патологий, как остеопороз, миома, рак, эрозии. Высок риск появления мочекаменной болезни и нарушений в работе суставов.

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

Определенное влияние на здоровье человека может оказать химический состав почвы. Впервые это отметил еще академик В. И. Вернадский. Теперь исследователи твердо установили, что многие микроэлементы влияют на рост и развитие растений, состояние и функции организма животных, в том числе и человека.

Микроэлементы поступают в организм человека с растительной и животной пищей, отчасти с водой, по схеме: почва — растение — организм животного. Уровень обеспеченности растительных и животных организмов микроэлементами зависит от содержания их прежде всего в почве. Недостаток или избыток микроэлементов в почве приводит к недостатку или избытку их не только у травоядных, но и плотоядных животных, а также в организме человека. Это влечет за собой ослабление или усиление синтеза биологически активных веществ, в состав которых входят микроэлементы, нарушение процесса промежуточного обмена веществ, возникновение заболеваний. Заболевания, связанные с недостатком или избытком микроэлементов, получили название эндемических (от греч. епсктоэ— местный). Районы, в которых обнаруживаются отклонения в развитии растений и животных, а также регистрируются эндемические заболевания, связанные с местными геохимическими особенностями, А. П. Виноградов назвал биогеохимическими провинциями. В СССР известны биогеохимические провинции, бедные иодом (западные области Украины), бедные кобальтом и медью (Прибалтийские республики, Ярославская область) и др.

Почва — биокосное природное тело, сформировавшееся в процессе взаимодействия живой и неживой природы. Она — продукт биогеоценоза и главный ее компонент. Почва — важнейший природный ресурс, так как обладает плодородием — способностью удовлетворять потребности растений в питательных веществах и, следовательно, обеспечивать рост, развитие и биологическую продуктивность (урожай) сельскохозяйственных культур. Плодородие почвы во многом зависит от ее химического состава. Плодородные почвы богаты гумусом, макро- и микроэлементами, необходимыми для развития фитоценозов. Из почв растения потребляют азот, фосфор, калий, кальций, магний, бор, кобальт и другие элементы минерального питания.

Почвы любой области разнообразны и в силу этого по-разному влияют на рост древесных пород. Поэтому проектирование лесных культур в полном соответствии с условиями местопроизрастания требует глубокого изучения почвенных условий и особенностей роста древесных пород в этих условиях. В новом аспекте должны применяться химические исследования в лесах, чтобы при решении задачи создания будущих лесов располагать всеми необходимыми данными о фактах, влияющих на рост и развитие древесных пород. Мы считаем, что задачу проектирования лесных культур будущих лесов можно уже в настоящее время успешно решать на основании изучения ресурсов микроэлементов питания, водного баланса и экономических факторов в пределах территории предприятия.

В почвах микроэлементы содержатся в различных формах: в кристаллической решетке минералов в виде изоморфной подмеси, в форме солей и окисей, в составе органических веществ, в ионообменном состоянии и в растворимой форме в почвенном растворе.

Изучение микроэлементов началось почти сто лет назад. Еще К.А. Тимирязев (1872), И. Раулин (1870) указывали на значение цинка для высших и низших растений. Бертран (1897) в золе многих растений находил марганец. Позднее Ф.В. Чириков (1913), Е.Е. Успенский (1915), И.В. Мичурин (1925), Агюлон (1910) и другие показали, что микроэлементы положительно влияют на рост и развитие растений. Особенно большие и разносторонние исследования микроэлементов и их биогео-химической роли на земной коре провел В.И. Вернадский (1926,1940) Им было показано, что химический состав организмов связан с составом земной коры. Идеи Вернадского получили дальнейшее развитие в работах А.П. Виноградова (1935, 1948, 1952, 1957), который показал теснейшую связь между почвой, растением и человеком.

Значение микроэлементов. Микроэлементы играют важную физиологическую и биохимическую роль в жизни растений, животных и человека. Они входят в состав ферментов, гормонов, витаминов. Установлено наличие тесной связи между содержанием микроэлементов в почвах и состоянием и урожайностью растений, продуктивностью животных и здоровьем человека. Недостаточное или избыточное содержание витаминов вызывает нарушение нормальной деятельности организмов и развитие различных заболеваний. Так, избыток молибдена способствует развитию подагры, недостаток иода — эндемии зоба у животных и человека; при недостатке меди в кормах ягнята страдают эндоотической атаксией, при выпасе овец на пастбищах, в почвах которых много бора, у них возникают пневмония, нервные расстройства и др.

Различные почвы существенно отличаются друг от друга по составу катионов, находящихся в обменном состоянии (табл. 23). Помимо указанных в таблице, в составе ППК находятся практически все катионы, необходимые для питания растений: К+, КН , микроэлементы, но их долй в сумме обменных катионов невелика, порядка нескольких процентов.

Н+ или ОН- в почве (при pH соответственно ниже 3 или выше 9) является повреждение протоплазмы клеток корня большинства сосудистых растений. Кроме того, имеют место и непрямые следствия: pH почвы сказывается на степени доступности биогенных элементов и(или) на концентрациях ядовитых веществ (рис. 2.18). При pH ниже 4,0—4,5 минеральные почвы содержат так много ионов алюминия (А13+), что становятся высокотоксичными для большинства растений. Кроме алюминия, при низких pH в токсичных концентрациях могут содержаться еще железо и марганец (в виде ионов Ре3+ и Мп2+), которые вообще-то совершенно необходимы растениям. На другом конце шкалы значений pH серьезной проблемой может стать нехватка тех же самых биогенных элементов. В щелочных почвах железо, марганец, фосфаты (Р043 ) и некоторые микроэлементы оказываются связанными в составе сравнительно малорастворимых соединений, и растения обеспечены ими плохо. Пределы устойчивости по отношению к pH почвы у разных растений различны, но лишь очень немногие из них способны расти и размножаться при pH ниже 4,5.

Плодородие почвы — совокупность свойств почвы, обеспечивающая высокую урожайность сельскохозяйственных растений, а также биологическую продуктивность естественных фитоценозов. Плодородие почвы зависит от оптимального содержания в ней питательных веществ (азота, фосфора, калия, микроэлементов), степени увлажненности, правильных методов агротехники, отсутствия вторичного засоления, процессов эрозии и др. Различают плодородие: естественное, определяемое в основном природными факторами; и искусственное — оно обусловливается внесением удобрений и проведением комплекса агротехнических мероприятий (мелиорация, севообороты, водосберегающие технологии полива и др.).

Содержание микроэлементов в почвах. Количество микроэлементов в почвах прежде всего определяется их содержанием в исходной почвообразующей породе и влиянием почвообразовательного процесса на их дальнейшее перераспределение.

На поведение микроэлементов и формы их соединений в почвах большое влияние оказывают окислительно-восстановительные условия, реакция среды, концентрация СО2 и содержание органического вещества. Изменение окислительно-восстановительного состояния почв существенно сказывается на поведении микроэлементов с переменной валентностью. Так, марганец при окислении (Мп2+->-Мп4+) переходит в нерастворимые формы, а хром (Сг3+-«-Сгв+) и ванадий (У3+->1/5+), наоборот, приобретают подвижность и мигрируют.

Распределение микроэлементов и их содержание по профилю светло-серых и серых почв такие же, как и в дерново-подзолистых почвах: в гумусовом и иллювиальном горизонтах наблюдается увеличение валового содержания 2п, Си и Со, а оподзоленные горизонты обеднены ими. У темносерых почв такой четкой закономерности нет.

Многие элементы в почвах и биологических объектах содержатся в микроколичествах (

Химический состав почв очень разнообразен. Содержание в почве некоторых ионов имеет существенное экологическое значение. Почвы, залегающие на известняках, очень богаты кальцием. На них развивается специфическая кальцефитная растительность. Другие растения, наоборот, избегают высоких концентраций Са2+ в почве. Очень своеобразна растительность засоленных почв, богатых №+ и СГ (галофиты солончаков, морских побережий). Активная реакция большинства почв близка к нейтральной (pH 7). Известковые и засоленные почвы имеют щелочную реакцию (pH 8-9), а некоторые болотные почвы и торфяники — кислую (pH 4-5). Известны эндемические фитоценозы, связанные с участками почвы, содержащей повышенные количества некоторых микроэлементов. Многие представители почвенной фауны также чувствительны к кислотности и ионному составу почв.

Изучением влияния микроэлементов на повышение степени устойчивости томатов к меланозу занималась А.Н.Зей-Нечаева (1961). Опыты проводились на серой лесной почве со следующими вариантами: микроэлементы вносились путем обработки семян перед посевом, путем некорневой подкормки, а также полива в борозды. Через пять дней после внесения микроэлементов тем или иным способом проводилось искусственное заражение растений меланозом.

Во многих торфяных почвах мало микроэлементов, главным образом меди. Недостаток ее в болотных почвах восполняется внесением медного купороса и пиритных огарков.

Растет загрязнение почв пестицидами, которые всегда отрицательно влияют на живое население почв, поддерживающее почвенное плодородие. Пестициды вызывают депрессию процесса нитрификации, увеличивают эрозию почв. Влияют они и на насе-комых-опылителей, на содержание микроэлементов и других биогенных веществ в растениях, на устойчивость сельскохозяйственной продукции к хранению, на вкусовые качества и пищевую ценность растений и на здоровье человека.

Осадки, обогащённые микроэлементами, используются в сельском хозяйстве как удобрение, добавки в корм для скота, средство для рекультивации почв, в дорожном строительстве, для получения жиров и смазок и других целей. Если утилизация осадков невозможна или нецелесообразна, их захоранивают или сжигают. В результате сгорания получают минеральный остаток, подлежащий захоронению, и газы, которые перед выбросом в атмосферу необходимо очищать.

Изучение содержания микроэлементов и закономерностей их распределения проводилось на образцах почв, собранных лабораторией почвоведения Института биологии БФАН СССР,.

Заметное обогащение почв отдельными микроэлементами может наблюдаться вблизи рудных месторождений, в зонах деятельности вулканов. Отдельные микроэлементы могут поступать в почву при внесении удобрений и применении пестицидов, а также в результате техногенного загрязнения территории. На поглощение микроэлементов почвами при техногенном загрязнении оказывают влияние механический состав, реакция, содержание гумуса и карбонатов, емкость поглощения и условия водного режима.

Медь более чем другие микроэлементы способна образовывать прочные комплексные соединения с органическими веществами. Это хорошо объясняет проявление медной недостаточности у растений, выращиваемых на торфяно-болотных и перегнойно-карбонатных почвах (Островская, 1961; Иванов и Седлецкий, 1946; Антипов-Каратаев, 1947).

В результате эрозии в почвах уменьшается содержание азота и усвояемых растениями форм фосфора и калия, ряда микроэлементов (йода, меди, цинка, кобальта, марганца, никеля, молибдена), от которых зависит не только урожай, но и качество сельскохозяйственной продукции.

Ими раскрыты некоторые закономерности распределения микроэлементов в почвах Советского Союза.

Уменьшение загрязнения почв вредными веществами можно добиться концентрированным отводом и очисткой поверхностного стока, разбивкой зеленых насаждений, устройством валов рядом с проезжей частью для защиты почвы смежных участков. При высокой загрязненности придорожной полосы тяжелыми металлами, осложняющей произрастание требуемых видов растительности, необходима мелиорация. Для очистки загрязненных микроэлементами почв используют способы защиты растений, основанные на выщелачивании легкоподвижных элементов и переводе микроэлементов в почве в трудноподвижные формы. Рекультивацию загрязненных тяжелыми металлами почв обычно производят гашеной известью и фосфатами с добавкой органических веществ. Кроме того, существуют механические способы мелиорации почв: перемешивание загрязненного верхнего слоя с незагрязненным грунтом, засыпка свежего грунта поверх загрязненной почвы или удаление верхнего загрязненного слоя.

В.К. Гирфанов, H.H. Ряховская. Микроэлементы в почвах Башкирии и эффективность микроудобрений.

Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. — М.: Мир, 1989. — 439 с.

Свинец в этих условиях менее опасен, гак как малоподвижен и практически недоступен растениям и другим живым организмам. Накопление слабоподвижных соединений элементов, присутствующих в малых количествах, свойственно нейтральным почвам с высоким содержанием гумуса, черноземам и лугово-черноземным почвам. Этому накоплению способствуют процессы изоморфного замещения в кристаллических решетках, сорбция, соосаждение с гидроксидами железа и марганца, которые обычно присутствуют в почвах, и образование слаборастворимых минеральных комплексов.

Органические вещества, находящиеся в почве или поступающие в нее, включают углеводы, белки, жиры, а также различные смолы, воск, дубильные вещества. Органические вещества в почве минерализуются с образованием гумуса (плодородного слоя, перегноя) и более простых веществ — воды, С02 и др. Большое значение для роста и развития растений имеет содержание микроэлементов в почве (железа, цинка, никеля и других).

В связи с особенностями состава и свойств почв и развитием почвообразовательного процесса в различных почвах наблюдается неоднотипное распределение как общего содержания, так и подвижных форм микроэлементов. Наиболее четко эти особенности отражает распределение важнейших микроэлементов по профилю дерново-подзолистой и черноземной почв (рис. 15). Вследствие интенсивного развития элювиальных процессов в дерново-подзолистых почвах имеет место обеднение верхних горизонтов 2п, Со, Мо, Си и максимальное их содержание в породе. В черноземных пачвах, как следствие длительного развития гумусовоаккумулятивного процесса, максимальное содержание микроэлементов наблюдается в гумусовом слое и по мере уменьшения содержания гумуса по профилю постепенно снижается и количество микроэлементов с минимумом их в породе.

В работе рассмотрены закономерности содержания микроэлементов: меди, цинка, кобальта, бора, марганца и йода — в почвах Башкирской АССР. Даны картограммы их содержания. Приведены материалы по изучению эффективности микроудобрений. Показано, что научно обоснованное применение микроудобрений является одним из важных резервов повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Любопытный пример неодинаковой доступности цинка в почве растениям приведен в зарубежной литературе. На бедных этим микроэлементом почвах Флориды сорняки содержали его по 140 мг, а культурное бобовое растение кроталлярия — только 4—11 мг на 1 кг. Запахивание сорняков под кукурузу считается одним из способов улучшения питания ее цинком.

Основным источником биогенных катионов на суше является почва, куда они попадают при процессах выветривания горных пород. Из почвы с помощью корневой системы растений катионы попадают сначала в ткани растений, а затем поглощаются травоядными и т. д. Ряд животных способен частично получать биогенные катионы непосредственно из почвы — процесс солонцевания. Минерализация экскрементов и остатков живых организмов позволяет макро- и микроэлементам возвратиться в почву, что вновь делает их доступными для включения в повторный биогенный круговорот.

А.С.Шаровой, М.П.Чмелевым и Г.Е.Радцевой (1963) был проведен опыт по влиянию некорневой подкормки микроэлементами на урожай сахарной свеклы. Почва опытного участка — выщелоченный чернозем — содержала подвижных форм (в мг/кг): бора 1,6, меди 5,6, кобальта 4,2, молибдена 0,16 и обменного цинка 0,07. Перед посевом участок был удобрен перегноем из расчета 10 т/га, в рядки были внесены гранулированный суперфосфат и калийная соль. Результаты опыта приведены в табл. 36.

М.Г.Ханисламова и М.П. Чмелев (1960), В.Н.Анферова, А.С.Шарова (1960) на выщелоченных черноземах изучали влияние микроэлементов на урожай люцерны и клевера. Урожай семян люцерны был по контролю 2,6 ц/га, по бору 3,9, по марганцу 3,8 ц/га. На урожай семян клевера наиболее сильное влияние оказали бор и молибден.

Микроэлементный состав тканей тела человека еще сто лет назад почти полностью совпадал с микроэлементным составом почвы. Сегодня они существенно различаются за счет обогащения почвы микроэлементами промышленного происхождения. Человек стал инородным для земли существом, занозой на отравленной почве. Отсюда — снижение продолжительности жизни, рост заболеваемости, уменьшение деторождаемости. Особое значение имеют круговороты кислорода, углерода, азота, серы и фосфора. Биогеохимиче-ский цикл кислорода — планетарный процесс, связывающий атмосферу и гидросферу с земной корой.

Наряду с органическим азотом в осадке содержится и минеральный азот (нитратный и аммонийный)—от 8 до 12% от общего количества азота. Очень важным свойством осадка является наличие в нем окиси кальция (14—27%), серы (17— 21%), железа (1,2—1,4%), магния (0,4—0,7%), микроэлементов и физиологически активных веществ (ферменты, витамины). Нейтральная и слабокислая реакция среды (pH = 5,34-7) позволяет применять этот осадок как местное удобрение на всех типах почв Иркутской области.

В связи с особенностями состава почвообразующих пород, наличием различных рудных месторождений, развитием элювиальных и аккумулятивных процессов выделяют территории с недостаточным или избыточным содержанием тех или иных микроэлементов. Такие районы А. П. Виноградов предложил называть биогеохимическими провинциями. На территории биогеохимических провинций вследствие недостатка или избытка микроэлементов и могут проявляться отмеченные выше нарушения нормального обмена веществ у растений, животных и человека и, как следствие, развиваться специфические заболевания—биогеохимические эндемии. Так, Полесская низменность образует биогеохимическую провинцию недостаточного содержания иода в почвах и при родных водах. Аналогичную биогеохимическую провинцию с резким недостатком иода образует Закарпатская область, где наблюдается развитие эндемии зоба.

Химическая природа витаминов и других стимулирующих рост органических соединений, а также потребность в них человека и домашних животных известны давно; однако исследование этих веществ на уровне экосистемы только началось. Содержание органических питательных веществ в воде или почве так мало, что их следовало бы назвать «питательными микро-микроэлементами» в отличие от «питательных макроэлементов», таких, как азот, и «питательных микроэлементов», таких, как «следовые» металлы (см. гл. 5). Нередко единственным способом измерить их содержание является биологическая проба: используются специальные штаммы микроорганизмов, интенсивность роста которых пропорциональна концентрации органических питательных веществ. Как подчеркивалось в предыдущем разделе, о роли того или иного вещества и скорости его потока не всегда можно судить по его концентрации. Сейчас становится ясно, что органические питательные вещества играют важную роль в метаболизме сообщества и что они могут быть лимитирующим фактором. Эта интереснейшая область исследований в ближайшее время, несомненно, привлечет к себе внимание ученых. Приводимое ниже описание круговорота витамина В12 (кобаламина), взятое из работы Провасоли (1963), показывает, как мало мы знаем о круговороте органических питательных веществ.

Пятое — седьмое десятилетие XX в. внесло в почвоведение много принципиально нового: весь мир теперь охвачен почвенными исследованиями разного аспекта, неизмеримо возросло их практическое значение, составлены достаточно подробные мировые почвенные карты, достиг больших успехов системный подход к почве и ее использованию, в почвоведение впервые внедрились математические, а также многие новые физические и химические методы. Почвы заняли прочное место в глобальной экологии и учении о биосфере, возникли новые направления, такие, как почвенная зоология, учение о микроэлементах почвы.

В пределах почвенного профиля техногенный поток веществ встречает ряд почвенно-геохимических барьеров. К ним относятся карбонатные, гипсовые, солонцовые, Глеевые, иллювиальные горизонты (иллювиально-железисто-гумусовые, иллювиальные кольматирован-ные). Наличие барьерных функций в иллювиальных горизонтах дерново-подзолистых почв, или в глеевых горизонтах торфяно-глеевых почв подтверждается накоплением различных микроэлементов в условиях нормального геохимического фона в незагрязненных ландшафтах. Так, для иллювиальных горизонтов характерно накопление Си, N1, В, а для глеевых — также Сг и V.

Растительность промплощадок является не только показателем состояния окружающей среды, но и имеет определенное природоохранное значение. В этом отношении дело обстоит пока более или менее благополучно: даже при очень интенсивном загрязнении проективное покрытие растительного покрова снижается незначительно, и, соответственно, сохраняется важная функция фитоценозов — предотвращение эрозии почв. В связи с этим растительный покров играет важную роль в снижении интенсивности поверхностного стока загрязненных производственных вод в реки и озера и в предотвращении запыленности атмосферного воздуха. Последнее имеет большое значение, т. к. 20-50 % тяжелых металлов и, вероятно, других токсикантов попадает в организм человека с пылью , причем концентрация микроэлементов в организме коррелирует с их содержанием в почве . Однако можно прогнозировать, что в ближайшем будущем состояние растительности, вследствие продолжающейся аккумуляции в почве техногенных примесей, ухудшится, и она уже не будет выполнять в должной мере указанные функции.

Значение микроэлементов в организме человека

Соединения прежде всего отвечают за формирование и развитие ЦНС. Роль микроэлементов в организме человека распределяется и на уменьшение числа наиболее распространенных внутриутробных нарушений при образовании сердечно-сосудистой системы. Каждое соединение оказывает влияние на определенную область. Немаловажным является значение микроэлементов в организме человека при формировании защитных сил. Например, у людей, которые получают минералы в необходимом количестве, многие патологии (кишечные инфекции, корь, грипп и прочие) протекают гораздо легче.

Значение микроэлементов. Их роль для организма человека.

Микроэлементы:

поддерживают:

участвуют в процессах:

  • нервно-мышечной передачи импульсов;
  • сокращения мышц;
  • свертывания крови;
  • обмена кислорода.

входят в состав:

  • костей и зубов;
  • гемоглобина;
  • тироксина;
  • соков пищеварительной системы.

взаимодействуют с:

  • витаминами;
  • гормонами;
  • ферментами.

Доказано, что содержание микроэлементов в организме изменяется в зависимости от времени года и возраста. Наибольшая потребность в макро и микроэлементах выражена в период роста, во время беременности и кормления грудью. В пожилом возрасте она резко снижается.

В частности, с возрастом повышается концентрация в тканях алюминия, титана, кадмия, никеля, цинка, свинца, а концентрация меди, марганца, молибдена, хрома снижается. В крови увеличивается содержание кобальта, никеля, меди и уменьшается содержание цинка. Во время беременности и в период лактации в крови становится в 2—3 раза больше меди, марганца, титана и алюминия.

Классификация микроэлементов

В основном микроэлементы классифицируют по заменимости, поэтому их классификация выглядет следующим образом:

Потребность человека в микроэлементах

Группа населения Физиологическая потребность, мг
0-3 месяца 3
4-6 месяцев 3
7-12 месяцев 4
1-3 года 5
4-6 лет 8
6 лет (школьники) 10
7-10 лет 10
11-13 лет (мальчики/девочки) 15/12
14-17 лет (юноши/девушки) 15/12
Взрослое население (мужчины и женщины) 15
Лица престарелого и старческого возраста 15
Беременные женщины 5 (дополнительно)
Кормящие матери 10 (дополнительно)

Виды микроэлементов, их основная характеристика. Признаки избытка и дефицита микроэлементов в организме человека

Натрий

участвует в водно-солевом обмене. Он поддерживает нормальный осмотический баланс в клетке. При избытке калия в организме, способствует его выведению. С ним же принимает участие в осуществлении сокращения мышцы сердца. Контролирует артериальное давление – при большом поступлении ионов натрия в кровяное русло происходит переход молекул воды из клеток в сосуды. Это вызывает повышение артериального давления. Поэтому гипертоникам рекомендована бессолевая диета. Дефицит натрия в организме провоцирует развитие слабости, апатии, нарушение мышечного сокращения.

Калий

способствует выведению воды из организма, передаче нервно-мышечного импульса и сокращению мышц, поддерживает в норме осмотическое давление в клетке, (в частности, сердечной), принимает участие в обмене глюкозы. При его дефиците возникает сильная жажда, артериальная гипертензия, гипергликемия, отеки конечностей, нарушается сердечный ритм, появляются мышечные боли.

Кальций

входит в состав костей и зубов. Способствует их росту и прочности. Участвует в процессе мышечного сокращения, свёртывания крови. Обладает противоаллергенным действием. Он выводит из организма ионы тяжелых металлов и радионуклеотиды. Его дефицит приводит к остеопорозу, судорогам в мышцах, болям суставов и костей, нарушению сердечного ритма, бессоннице, кровотечениям.

«Интересный факт»

волосы реагируют на нехватку микроэлементов быстрее всего, именно анализ состояния волос покажет самое точное количество и качество имеющихся в организме человека микроэлементов.

Железо

участвует в построении гемоглобина и насыщении клеток кислородом, входит в состав многих ферментов и катализаторов. Особенностью его является то, что он плохо усваивается организмом – для поступления суточной нормы железа (10 мг) с пищей необходимо употребить около 20 мг этого минерала. Его дефицит вызывает ломкость ногтей, выпадение волос, бледность, анемию (повышенная утомляемость, слабость, вялость, головокружения).

Йод

входит в состав гормонов щитовидной железы, благодаря которым в организме происходят процессы обмена веществ. При его дефиците развивается гипотиреоз, основными признаками которого становятся снижение концентрации внимания и работоспособности, замедление умственных процессов, гипотензия, повышение массы тела, нарушение работы сердца, ногти и волосы становятся ломкими и сухими.

Магний

способствует усвоению других микроэлементов и витаминов, способствует снижению артериального давления, повышает стрессоустойчивость (особенно, у женщин в период климакса). Его дефицит ведет к снижению аппетита, раздражительности, беспокойству, повышению артериального давления, нарушению сердечного ритма.

Медь

входит в состав важных катализаторов, участвует в обменных процессах и кроветворении. Она даёт пигмент волосам и эластичность кожи. При её недостатке возникает седина, кожа теряет эластичность и упругость, появляются морщины, сыпь и круги под глазами, развивается анемия и снижение иммунитета.

Селен

является мощным антиоксидантом. Также он участвует в процессах кроветворения, предотвращает развитие онкологических и инфекционных заболеваний за счёт стимулирования образования антител, является компонентом секрета яичек у мужчин, способствует выведению из организма радионуклеотидов. При дефиците этого микроэлемента возникают рак, частые простуды, кардиомиопатии, экзема, псориаз, катаракта.

Фтор

входит в состав костей, зубной эмали, подавляет активность бактерий на зубах и защищает их от кариеса, укрепляет иммунитет, способствует росту ногтей и волос, выводит из организма радионуклеотидов, участвует в процессах кроветворения. При его дефиците развивается остеопороз, кариес и пародонтоз. Также опасен и избыток фтора в организме. Он приводит к деформации костей и флюорозу (коричневые пятна на зубах), поражению ЦНС, появляются признаки пищевого отравления.

Хром

нормализует уровень глюкозы и холестерина в крови, препятствует развитию атеросклероза сердечно-сосудистых заболеваний. Его недостаток провоцирует гипогликемию и гиперхолестеринемию, вызывает непереносимость спиртных напитков.

Фосфор

входит в состав костного скелета, участвует в регенерации, либидо. Его дефицит приводит к деминерализации костей.

Цинк

участвует во многих обменных процессах, оказывает влияние на иммунитет, половую жизнь мужчин и женщин. Его дефицит приводит к бесплодию, патологиям кожи, нарушению вкуса и обоняния, снижает сексуальную активность, нарушает рост и структуру волос и ногтей, в редких случаях способствует развитию рака.

Марганец

участвует в липидном и углеводном обмене, оказывает влияние на работу ферментов. Он профилактирует сахарный диабет, заболевания щитовидной железы и коронарных сосудов. При его недостатке возникают нарушения сердечного ритма и усвоения глюкозы, снижается вес, тонус и сила связочного аппарата (из-за этого повышается травматизм).

Хлор

участвует в поддержании осмотического давления жидкостей организма и рН клеток, входит в состав желудочного сока, расщепляет жиры, стимулирует аппетит, удерживает в организме воду, стимулирует выведение токсинов. Его дефицита проявляется вялостью, сонливостью, снижением памяти, жаждой, выпадением волос и зубов.

Продукты, как основные источники, содержащие микроэлементы. Совместимость микроэлементов с витаминами

Минерал Суточная потребность Продукты, богатые данным элементом Совместимость с витаминами Место локализации в организме
Железо 10 мг Говяжья печень, красное мясо, болгарский перец, чернослив, капуста, шпинат. Витамины А и С улучшает всасывание железа, дезактивирует витамин Е и В12. Гемоглобин (эритроциты).
Натрий 7-10 г Поваренная соль, хлеб, брынза, сыр. Кости, околоклеточное пространство, внутри клетки
Калий 3-5 г Картофель, чернослив, курага, изюм, шпинат, орехи, морская капуста. Внутри клеток, сердечная мышца
Кальций 1 г Молоко, сыр Витамин D, К, В12, С способствуют усвоению кальция и участвуют в его обмене. Сердце, кости
Йод 200 мкг Рыба, морская капуста, картофель, грибы, клубника. Щитовидная железа.
Хлор Поваренная соль Желудок
Магний 400 мг Шпинат, бобовые, шоколад, бананы Улучшает проникновение в клетки витамина В6. Уменьшает всасывание витаминов В1 и Е. Внутриклеточно.
Хром 100-200 мкг Пивные дрожжи, перловая крупа, жир, свёкла. Витамин С способствует усвоению хрома. Мышцы, мозг, надпочечники.
Марганец 2-3 мг Мясо, грибы, орехи, ячневая крупа Дезактивирует витамин В12. Опорно-двигательный аппарат, нервная система, половые железы
Цинк 15 мг Мясо, устрицы, орехи Улучшает усвоение витамина А. С витамином В9 образует нерастворимый комплекс.

Витамин В2 увеличивает усвоение цинка. Витамин В6 уменьшает потерю цинка.

Вилочковая и шишковидная железы, яички.
Медь 1,5-3 мг Печень, морепродукты, орехи, гречка, рис Улучшает усвоение витамина В3. Замедляет всасывание витаминов В2 и Е, активность витаминов В5, В12.

Витамин С способствует вымыванию меди.

Внутриклеточно
Фосфор 1,5 г Рыба, мясо, сыр, творог Витамин D улучшает обмен фосфора. Кости
Селен 150-200 мкг Печень, почки, морепродукты, орехи Способствует усвоению витамина Е, а тот повышает антиоксидантные свойства селена. Эритроциты, мышечные клетки. У мужчин 1\2 часть селена всего организма находится в семенных канальцах.
Фтор 1,5 мг Морепродукты, фторированная вода и молоко, орехи, хлеб, чёрный чай. Кости и зубы

Цинк

Этот микроэлемент регулирует множество важных процессов в организме. К примеру, он участвует в метаболизме, работе репродуктивной системы, формировании клеток крови. Цинк присутствует в зародышах пшеницы, кунжуте. При его дефиците появляются белые пятна на ногтях, человек быстро утомляется, становится подвержен аллергиям и инфекционным патологиям.

Закладка Постоянная ссылка.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *