Значение меди в жизнедеятельности растений (часть 5)
Применив стабильный изотоп N15, Л.К. Островская и другие (1958) показали, что недостаток меди при питании аммиачным азотом тормозит синтез белка, не оказывая заметного влияния на синтез растворимых соединений азота (аминокислот, амидов, оснований). В результате этого при недостатке меди содержание аммиака в листьях сахарной свеклы повышается. При питании меченым нитратом натрия у сахарной свеклы не удавалось обнаружить влияние недостатка меди на синтез белка, несмотря на значительно более высокую степень усвояемости нитратного азота по сравнению с аммиачным.
Как известно, резкая недостаточность меди у растений проявляется в условиях торфяных почв. В связи с этим в Институте физиологии растений АН УССР были проведены работы по определению содержания меди в торфяно-болотных почвах ряда областей УССР, на основании чего составлена картограмма (Л.К. Островская, Г.М. Макарова, В.Б. Варшавская). Резюмируя данные анализов химического состава торфяно-болотных почв, можно предположить, что почвы ряда областей УССР, особенно содержащие большое количество органического вещества и обогащенные карбонатом кальция, характеризуются своеобразными условиями питания. В этом отношении с карбонатными торфяно-болотными почвами имеют много общего перегнойно-карбонатные черноземы (рендзины). Наибольшее количество этих почв находится в Львовской. Ровенской, Волынской областях, несколько меньше — в Тернопольской. Особенностью перегнойно-карбонатных почв, как и торфяно-болотных, богатых карбонатами, является слабая растворимость, а следовательно, и слабая доступность микроэлементов. Слабая доступность некоторых микроэлементов, относящихся к группе тяжелых металлов, связана со способностью последних образовывать довольно прочные внутрикомплексные соединения с различными органическими веществами, причем медь и железо образуют наиболее стабильные комплексы.
Это позволяет предполагать о проявлении медной недостаточности у растений, выращиваемых на перегнойно-карбонатных почвах. Проведенное изучение соединений меди и железа, содержащихся в торфяных почвах поймы реки Трубеж и в перегнойно-карбонатных почвах западных и Крымской областей, по степени растворимости их в воде и трилоне Б свидетельствует о сравнительно слабой растворимости меди и железа в указанных почвах.
В наших исследованиях совместно с В. А. Зиминой были получены обширные данные по содержанию меди в различных почвах УССР. Установлено, что большинство разновидностей почв Украины содержит достаточные запасы меди. Особенно это относится к буроземам и горно-луговым почвам Закарпатья, где обнаружено 10—20 мг меди на 100 г абсолютно сухой почвы. Достаточное количество меди имеют черноземы и темно-каштановые почвы (2—4 мг на 100 г абсолютно сухой почвы). В серых лесных почвах запаса меди уменьшаются до 1—2 мг, а в дерново-подзолистых — до 0,5—1,5 мг, при этом обеспеченность медью светло-серых лесных почв также незначительна, как п дерново-подзолистых.
Общее содержание меди в почвах зависит от количества ее в почвообразующих породах и аккумуляции в почвенные горизонты. Последнее обусловливается наличием перегноя, механическим составом и распределением коллоидов по профилям в почвах подзолистого и солонцоватого типов. Наиболее- высоким содержанием подвижных форм меди в верхнем горизонте характеризуются буроземы и горно-луговые почвы Карпат (1,7—3,4 мг на 100 г абсолютно сухой почвы), а наименьшим — солонцы (0,7—0,9 мг), черноземы (0,45—1,1 мг), серые лесные (0,34—0,8 мг) и дерново-подзолистые почвы (0,1—0,4 мг).
По степени подвижности меди почвы УССР можно распределить в такой последовательности: 1) элювиальные горизонты корковых солонцов (77—83%); 2) светло-серые лесные почвы на песках (52%); 3) светло-серые лесные почвы на суглинках (35—45%); 4) оподзоленные черноземы (33—46%); 5) дерново-псдзолистые почвы (27—43%); 6) темно-серые лесные почвы (23—43%); 7) черноземы выщелоченные, обыкновенные и южные (20—35%): 8) горно-луговые почвы (22—25%); 9) буроземы Карпат на солонцах и суглинках (17—21%); 10) черноземы на Украинском кристаллическом массиве (16%); 11) буроземы на известняках (14—15%); 12) солонцы заболоченные (13%); торфо-болотные (меньше 8%). Степень подвижности меди вo всех типах и разновидностях почв большая при легком механическом составе и меньшая на тяжелых суглинках.
Положительное влияние медных микроудобрений на повышение урожайности и качества сельскохозяйственной продукции следует использовать на бедных медью торфяно-заболоченных, дерново-подзолистых и отчасти светло-серых лесных почвах, где нет оснований ожидать долговременного закрепления внесенной в микроудобрениях меди.
Дальнейшее изучение физиологической роли меди внесет много нового в понимание роли этого металла в процессах обмена веществ в растениях. На основании всего вышеизложенного можно сделать такие выводы:
1. Все разновидности почв Украины, кроме торфяных, содержат достаточное количество меди. Наиболее ее найдено в буроземных и горно-луговых почвах Закарпатья. Достаточное количество меди содержат черноземы и темно-каштановые почвы; серые лесные оподзоленные, дерново-подзолистые, особенно торфяно-болотные, почвы содержат незначительное количество меди, в связи с чем от них можно ожидать наиболее высокой эффективности от применения медных удобрений.
2. Многочисленными исследованиями в СССР и за рубежом показана высокая физиологическая активность меди для микрофлоры почвы, растений, животных и человека; под влиянием ее усиливается образование «а» компонента цитохрома, синтез протеидов и повышается активность многих ферментных систем, биохимических реакций и особенно окислительно-восстановительных процессов в живых организмах.
3. Значение меди в жизнедеятельности организмов характеризуется образованием медьсодержащих металлоферментов, являющихся катализаторами процессов переноса электронов от субстрата к кислороду при дыхании в живых клетках.
4. Содержащие медь ферменты, перенося электроны от производных фенола к молекулярному кислороду, реагируют как настоящие оксидазы. Недостаток меди, особенно при питании растений аммиачными формами азота, не оказывает заметного влияния на синтез растворимых соединений азота (аминокислот, амидов, оснований), однако резко тормозит синтез белковых соединений.
