VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

К микроэлементам относят химические элементы, присутствующие в организмах в низких концентрациях (обычно тысячные доли процента и ниже). Термин микроэлементы применяется и для обозначения некоторых химических элементов, содержащихся в почвах, горных породах, минералах, водах. Точные количественные критерии для различения микроэлементов от макроэлементов не установлены. Некоторые макроэлементы почв и горных пород (Al, Fe и др.) являются микроэлементами для большинства животных, растений, человека.

В живых организмах отдельные микроэлементы были обнаружены ещё в начале 19 в., но их физиологическое значение оставалось неизвестным. В. И. Вернадский установил, что микроэлементы не случайные компоненты живых организмов и что их распределение в биосфере определяется рядом закономерностей. По современным данным, более 30 микроэлементов. считаются необходимыми для жизнедеятельности растений и животных. Большинство микроэлементов - металлы (Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, Со и другие), некоторые - неметаллы (I, Se, Br, F, As).

В организме микроэлементы входят в состав разнообразных биологически активных соединений: ферментов (например, Zn - в карбоангидразу, Cu - в полифенолоксидазу, Mn - в аргиназу, Mo - в ксантиноксидазу; всего известно около 200 металлоферментов), витаминов (Со - в состав витамина B₁₂), гормонов (I - в тироксин, Zn и Со - в инсулин), дыхательных пигментов (Fe - в гемоглобин и другие железосодержащие пигменты, Cu - в гемоцианин). Действие микроэлементов, входящих в состав указанных соединений или влияющих на их функции, проявляется главным образом в изменении активности процессов обмена веществ в организмах.

Некоторые микроэлементы влияют на рост (Mn, Zn, I - у животных; В, Mn, Zn, Cu - у растений), размножение (Mn, Zn - у животных; Mn, Cu, Mo - у растений), кроветворение (Fe, Cu, Со), на процессы тканевого дыхания (Cu, Zn), внутриклеточного обмена и т. д. Для ряда обнаруженных в организмах микроэлементов (Sc, Zr, Nb, Au, La и некоторых других) неизвестно их количественное распределение в тканях и органах и не выяснена биологическая роль.

Микроэлементы в почвах входят в состав различных соединений, значительная часть которых представлена нерастворимыми или трудно растворимыми формами и лишь небольшая - подвижными формами, которые могут усваиваться растениями. На подвижность микроэлементов и их доступность растениям большое влияние оказывают кислотность почвы, влажность, содержание органического вещества и другие условия, а также активность микроорганизмов.

Содержание микроэлементов в почвах различных типов неодинаково. Например, подвижными формами В и Cu богаты чернозёмы (0,4-1,5 и 4-30 мг в 1 кг почвы) и бедны дерново-подзолистые (0,02-0,6 и 0,1-6,7 мг в 1 кг),недостаток Mo ощущается в лёгких, Со - в кислых дерново-подзолистых почвах, Mn - в чернозёмах, Zn - в бурых и каштановых почвах.

Недостаток или избыток микроэлементов в почве приводит к дефициту или избытку их в растительном и животном организме. При этом происходят изменения характера накопления, ослабление или усиление синтеза биологически активных веществ, перестройка процессов межуточного обмена, выработка новых адаптаций или развиваются расстройства, ведущие к так называемым эндемическим заболеваниям человека и животных.

Например, эндемическая атаксия у животных вызывается недостатком Cu, некоторым избытком Mo и сульфатов, возможно, также Pb; эндемический зоб у человека и животных - недостатком I; акобальтозы - нехваткой Со в почве; борные энтериты, осложнённые пневмониями (у овец), - избытком В. В различных биогеохимических провинциях эндемическими заболеваниями поражаются обычно 5-20 % поголовья с.-х. животных или популяции того или иного вида. Для растений также вреден недостаток или избыток микроэлементов.

Так, при недостатке Mo подавляется образование цветков у цветной капусты и у некоторых бобовых; при недостатке Cu - нарушается плодообразование у злаков, цитрусовых и других растений; при недостатке В - недоразвито цветоложе, отсутствует цветение (арахис), отмирают бутоны (яблоня, груша), засыхают соцветия (виноград) и плоды (арахис, капуста); при избытке В растения поражаются гнилью корневой шейки, заболевают хлорозом, массовое распространение получает образование галлов. В провинциях, где концентрация отдельных микроэлементов не достигает нижних пороговых границ, эндемические болезни удаётся предупреждать и излечивать добавлением в корм животных соответствующих микроэлементов, для растений применяют микроудобрения.

Микроэлементы распределяются в организме неравномерно. Повышенное их накопление в том или ином органе в значительной мере связано с физиологической ролью элемента и специфической деятельностью органа (например, преимущественное накопление Zn в половых железах и его влияние на воспроизводительную функцию); в других случаях микроэлементы воздействует на органы и функции, не связанные с местом его накопления в организме.

Библиографический список:

1. Влияние систем удобрения на агрохимические свойства чернозёма выщелоченного в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края / Голосной Е.В., Есаулко А.Н., Сигида М.С. // Плодородие. – 2013. – №3 (72). – С. 4-5.

2. Влияние систем удобрений на урожайность и качество культур звена севооборота на черноземе выщелоченном Ставропольской возвышенности / Голосной Е.В., Агеев В.В., Подколзин А.И. // Агрохимический вестник. – 2013. – №2. – С. 33-35.

3. Влияние систем удобрений на продуктивность звена зернопропашного севооборота на выщелоченном черноземе / Сигида М.С. // автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук / Ставропольский государственный аграрный университет. Ставрополь, 2008/

4. Пищевая химия / Лобанкова О.Ю., Агеев В.В., Есаулко А.Н., Беловолова А.А., Николенко Н.В., Селиванова М.В., Гречишкина Ю.И., Радченко В.И., Горбатко Л.С., Сигида М.С., Коростылев С.А., Голосной Е.В. – Ставрополь, 2010.

5. Биологизация систем удобрений – как путь совершенствования систем земледелия / Есаулко А.Н., Агеев В.В., Лобанкова О.Ю., Горбатко Л.С., Коростылёв С.А., Сигида М.С., Голосной Е.В., Радченко В.И., Беловолова А.А., Воскобойников А.В., Громова Н.В., Гречишкина Ю.И., Айсанов Т.С., Устименко Е.А., Фурсова А.Ю., Седых Е.А., Гринько А.П., Галда Д.Е. // В сборнике: Научно-обоснованные системы земледелия: теория и практика : материалы Научно-практической конференции, приуроченной к 80-летнему юбилею В.М. Пенчукова. – 2013. – С. 87-89.

6. Лабораторный практикум по пищевой химии / Лобанкова О.Ю., Агеев В.В., Есаулко А.Н., Беловолова А.А., Николенко Н.В., Селиванова М.В., Гречишкина Ю.И., Радченко В.И., Горбатко Л.С., Сигида М.С., Коростылев С.А., Голосной Е.В. – Ставрополь, 2012.

7. Современные подходы к защите растений / Глазунова Н.Н., Мазницына Л.В., Сигида М.С., Кононова А.Н. // Сборник научных трудов Sworld. – 2014. – Т. 28. – №3. – С. 65-68.