Антагонизм и синергизм макро- и микроэлементов

20.12.2017

Макро- и микроэлементы, составляющие основу питания и оказывающие влияние на жизнедеятельность не только растений, но и всех живых организмов, находятся в тесном взаимодействии друг с другом. Поэтому главным фактором, обеспечивающим нормальный рост, развитие и функционирование культур, является соблюдение правильного баланса химических составляющих в питательной среде и в самом растении. Всем культурам, в зависимости от их жизненного цикла, генотипических особенностей их биохимического состава и окружающей среды, требуется определенное соотношение питательных веществ. Этот баланс имеет более важное значение, чем фактическая концентрация отдельных элементов в питательном растворе. Ни один химический элемент в природе не действует изолированно от других. При этом правильное соотношение микроэлементов в питании с учетом их взаимодействия между собой является не менее значимым и сложным, чем баланс макроэлементов. Чтобы обеспечить растения сбалансированным составом элементов, необходимо учитывать не только их физиологическую роль в жизни культур по отдельности, но и оказываемое влияние на растительный организм в результате их совместного действия. 



Почти все элементы, входящие в состав питательных веществ, находятся между собой в одной из двух форм взаимодействия: антагонистической либо синергической. Игнорирование этого фактора приводит к несбалансированным реакциям внутри самого растения, в результате чего оно получает стресс, который может оказаться губительным. Антагонизм между элементами возникает в том случае, если их общее участие в химических реакциях приводит к ухудшению действия одного из них. Так, избыток одного элемента может снижать уровень поглощения корневой системой растения другого элемента. Вот некоторые примеры антагонизма макро- и микроэлементов: 


· чрезмерное количество N (азота) уменьшает поглощение P (фосфора), К (калия), Fe (железа ) и некоторых других элементов: Ca (кальция), Mg (магния), Mn (марганца), Zn (цинкa), Cu (меди); 


· чрезмерное количество Р (фосфора) уменьшает поглощение катионов таких микроэлементов как Fe (железо), Mn (марганец), Zn (цинк) и Cu (медь); 


· чрезмерное количество К (калия) уменьшает поглощение Mg (магния) в большей степени и Ca (кальция) в меньшей степени; 


· чрезмерное количество Ca (кальция) снижает поглощение Fe (железа); 


· чрезмерное количество Fe (железа) снижает поглощение Zn (цинка); 


· избыток Zn (цинка) ухудшает доступность Mn (марганца). 


В отличие от антагонизма синергизм представляет собой комплексное действие элементов (двух или более), при котором достигается усиление положительного результата их влияния на растение. С помощью практических и лабораторных исследований установлены такие примеры синергизма элементов:   


· достаточное количество N (азота) обеспечивает оптимальное поглощение K (калия), а также P (фосфора), Mg (магния), Fe (железа), Mn (марганца) и Zn (цинка) из почв;


· достаточный уровень Cu (меди) и B (бора) в почве улучшает поглощение N (азота); 


· oптимальнoе количество Мо (молибдена) повышает усваиваемость культурами N (азота), а также увеличивает поглощение Р (фосфора); 


· достаточное количество Ca (кальция) и Zn (цинка) улучшают усвоение P (фосфорa) и K (калия); 


· оптимальный уровень S (серы) повышает поглощение Mn (марганца) и Zn (цинка); 


· достаточное количество Mn (марганца) увеличивает поглощение Cu (меди).


Нередко помимо этих двух групп элементов (антагонистов и синергистов) выделяют также третью группу, куда входят элементы, блокирующие действие друг друга. Например, одновременное присутствие в питательном растворе Cu (меди) и Ca (кальция) приводит к поглощению растением лишь одного из этих компонентов. 



Таблица


Явление, когда два или более элементов при совместном действии создают эффект улучшения физиологического состояния растения, называется синергизмом. В обратном случае, когда избыток одного из элементов уменьшает поглощение другого, наблюдается физиологический антагонизм. Эти взаимодействия зависят от типа почвы, физических свойств, рН, окружающей среды, температуры и доли участвующих питательных веществ.


Синергизм и антагонизм элементов связаны с электронным строением их атомов и ионов. Если наблюдается сходство в строении двух или более элементов, то они способны замещать друг друга в биохимических системах, что и вызывает антагонизм этих питательных веществ. Агрономы всегда должны учитывать конкуренцию элементов, содержащих аналогичные по размеру, валентности и заряду ионы. Это очень важно при составлении сбалансированного комплекса удобрений, необходимых для прогрессирующего развития культур. Явления синергизма и антагонизма питательных веществ имеют особо критическое значение для растений, когда содержание этих элементов в почве приближено к дефициту.