Биохимические свойства микроэлемента. Существует значительное количество находящихся в растениях микроэлементов, которые оказывают определенное влияние на осуществление в них обменных процессов и на ряд физиологических функций. Но природа этого влияния, а также биогенное влияние таких элементов не изучены в должной мере. К подобным веществам относится и барий.
Барий (Ва) – мягкий и пластичный щелочноземельный металл серебристо-белого цвета, который входит в группу условно токсичных ультрамикроэлементов. По своим химическим свойствам этот элемент близок к кальцию и стронцию, но более активен. В природе в чистом виде не встречается. Природным источником бария служат минералы барит (сульфат бария) и витерит (карбонат бария). Все его водорастворимые соединения (хлорид, нитрат, нитрит, хлорат и перхлорат), исключая сульфат бария, обладают высокой токсичностью, но при этом он не является мутагенным или канцерогенным веществом.
Количество бария в коре земли составляет около 0,065%, по содержанию в ней он занимает 14-е место среди химических элементов. Физиологическая роль бария в растениях изучена мало. Существует мнение ученых, что этот элемент не является жизненно важным для культур, хотя он встречается во всех органах растений. Биохимические исследования показали, что барий входит в состав высокоактивных комплексных соединений (хелатов), которые участвуют в обмене веществ в растениях. Степень значимости элемента не обязательно зависит от его количества в растениях. Он может находиться там в ничтожно малых дозах, но при этом оказывается совершенно необходимым для их нормального роста и развития. Известно, что барий входит в состав клеточных мембран, являясь одним из компонентов опорного скелета растений.
Содержание в почвах. Среднее содержание бария в мировых почвах составляет 500 мг/кг. Особенности его геохимии заключаются в различных показателях распределения бария в магматических и осадочных породах в зависимости от типа почв: в основных – 290 мг/кг, в средних – 400 мг/кг, в кислых – 700 мг/кг, в глинистых – 550 мг/кг, в песчаниках – 300 мг/кг, в карбонатных – 50 мг/кг. Благодаря высокой мобилизации этого элемента в почвах его концентрация в почвенных растворах может значительно отличаться.
На основных типах минеральных почв барий характеризуется низкой степенью поглощения, его коэффициент биологического поглощения (КБП) составляет 1,0. На торфянисто-болотных участках он повышается (1,8 – 9,6). Исходя из того, что барий содержится в иловых отложениях, озерах, речных и морских водах, количество его в почвах, образовавшихся на глинистых, осадочных и аллювиальных породах, превосходит содержание этого элемента в других типах почв. Растения, выращиваемые на грунтах с кислой реакцией, достаточно легко получают барий из почвы. Но избыток его в культурах, предназначенных для корма животных, может вызвать их отравление.
Содержание в растениях. Барий характеризует значительная аккумуляция в тканях растений. Количество его в сельскохозяйственных растениях может колебаться от 1 мг/кг сухой массы (зерновые и фруктовые культуры) до 198 мг/кг сухой массы (в листьях злаковых и бобовых). Максимальное его содержание отмечено в созревших плодах. Концентрация этого элемента в корнях и ветвях больше, чем в листьях, но она увеличивается по мере старения побегов.
Избыток бария в сельскохозяйственных культурах может спровоцировать фосфорное голодание клеток, а это отражается на образовании репродуктивных органов. Замедляется развитие и задерживается созревание семян, что обуславливает снижение количественных и качественных показателей урожайности. Симптомы избытка бария проявляются также в резком замедлении роста растения и изменении окраски листьев на серо-зеленый, пурпурный или красно-фиолетовый цвет. Изменение цвета происходит вначале на кромке, а затем на всей пластине листка.
Чтобы снизить токсичное действие бария на растения, применяется внесение в питательную среду (грунт) солей кальция, магния, серы. Взаимодействие этих веществ с барием и нейтрализация его действия может происходить как в почве, так и тканях самих растений.
Применение бария в агрономии. Хотя в настоящее время барий считается примесным микроэлементом, и биологическая роль его изучена слабо, практический опыт показывает положительные результаты в случае применения его для предпосевной обработки семян. Обработка посевного материала раствором хлорида бария (0,01% -ным) повышает энергию всхожести и прорастания семян у таких культур как фасоль, гречиха, морковь, свекла столовая. В то же время отмечены противоположные результаты при воздействии его на семена дыни, арбуза, томатов, петрушки, лука. При внесении в почву (выщелоченный чернозем) 3 – 5 кг/га хлорида бария значительно повышается урожайность (на 9 – 13 %) лука, сахарной свеклы, огурцов, капусты, салата. Но на уровень урожаев моркови и картофеля это удобрение не оказывает влияния.
Не смотря на то, что барий в жизни растений не является жизненно необходимым, этот элемент играет важную роль в нормализации обменных процессов у животных и человека. Поэтому для живых организмов растения, содержащие барий, служат главным источником получения элемента.
Поділитись в соцмережах:
