Физиологическая роль микроэлемента. Титан – один из наиболее распространенных химических элементов в природе. Этот твердый и легкий, нерастворимый в воде серебристо-серый металл входит в состав многих минералов, но в чистом виде не встречается. Наиболее распространенные его соединения – оксид титана, IV (TiO2), и титанат бария (BaTiO3). Титан присутствует в тканях практически всех представителей флоры и фауны. Содержание его в растениях не превышает сотых и тысячных долей процента. Наибольшее количество этого элемента содержится в морской воде (до 7%), количество же в почвах не превышает 0,57%.
Роль титана (Ti) в жизни растений не является жизненно важной для них, но все же этот микроэлемент в составе ферментов способствует активизации процессов метаболизма в период развития и роста культур. Он положительно влияет на поступление питательных веществ из почвы в корневую систему растений, улучшает процесс фотосинтеза. Но самая важная его функция – стимулирование опыления, оплодотворения и образования завязи, интенсификация развития плодов и ускорение их созревания, и, как результат, – получение более ранних и качественных урожаев. Кроме того, содержание в органах культур этого элемента повышает их сопротивляемость к грибковым и бактериальным заболеваниям.
Титан в растениях. Титан аккумулируется в листьях растений. Содержание его составляет 0,000001% (по массе). Растворимость этого элемента в почвах очень ограничена (0,03 мг/л). К растениям, обладающим наибольшим содержанием титана, относят водоросли (наибольшее его количество содержится в водоросли Cladophora – 0,032% по массе), сахарный тростник, лук. Много его находится в листьях табака, бобовых культурах, а также в гречихе. Присутствует он в семенах хлопка, подсолнечника, в кукурузе, тыкве, красном клевере, в каштане и других породах деревьев. В плодах различных видов боярышника содержание титана составляет 0,36 – 0,96 мг/% (в 100 г), в плодах барбариса обыкновенного – 0,07 мг/%, а в бузине черной этот микроэлемент варьируется в пределах 0,05 – 0,02 мг/%.
Хотя титан еще находится в стадии изучения, некоторое его влияние на рост и развитие растений выявлены в процессе наблюдения за культурой томата. Он способствует образованию завязей в условиях недостаточной освещенности, увеличивает содержание в плодах сухих веществ и витамина С. Замечено также, что присутствие в почвенных растворах титана благоприятно сказывается на развитии таких культур как капуста, щавель, огурец, ревень, салат, свекла. Давно известна уникальная способность бобовых растений поглощать молекулярный азот из атмосферного воздуха. Это поглощение находится под строгим контролем трех металлов: молибдена, кобальта и ванадия, которые стимулируют эту фиксацию, а в конечном итоге и синтез белка. Предполагают и участие во всех этих явлениях титана.
Научные исследования доказывают, что титан является постоянным компонентом растений и выполняет в них важные физиолого-биохимические функции. В тоже время нет доказательств, что дефицит титана способен привести растение к гибели или как-то негативно повлиять на организм животных или человека. При переизбытке этого элемента наблюдалось такое явление как хлороз листьев (у фасоли). Токсичная доза титана для растений определена как 200 мг/кг сухой массы.
Титан в почвах. Растения поглощают титан из почв. Соединения этого элемента присутствуют почти во всех кристаллических горных породах, песках, глинах и остальных составляющих земной коры. Содержание титана в ней составляет более половины процента. Большое количество титана содержится в титанистом железняке, а также в золотисто-красном рутиле. К горным титаносодержащим породам относятся титанит, анатаз (полиморфное соединение), перовскит, брукит. Но, помимо горных пород, этот элемент присутствует в почвах (особенно песчаных), где он встречается гораздо чаще.
Содержание титана в почвах различных географических районов земного шара может колебаться от 0,5 до 1,5%. Больше всего титана в глинистых грунтах (0,38 – 0,46%), немного ниже его содержание в суглинках, а самое низкое – в известняках (0,03 – 0,04%). Пахотные земли и пустыни характеризуются присутствием в них очень незначительного количества титаносодержащих соединений (0,01 – 0,6%).
Торфяно-болотистые почвы тундры и красноземы наиболее богаты титаном вследствие их формирования на основных породах. Почвы средней полосы – подзол и серые лесные – содержат меньшее количество этого элемента. Несколько больше его в черноземах и каштановых почвах. Наименьшее количество титана находится в сероземах.
Длительные наблюдения за сельскохозяйственными угодьями и анализ количества титана в черноземных почвах показали, что содержание этого элемента в пахотном слое систематически удобряемого участка выросло на 2% по сравнению с неудобряемым. Количество же титана в подпахотном на обоих участках осталось одинаковым.
Восстановление элемента в грунтах. Обогащение пахотных почв титаном естественным путем происходит в процессе десиликации горных пород при выветривании. Титан относится к группе слабоподвижных и инертных элементов. Минералы титана отличаются высокой стойкостью в процессах выветривания и почвообразования. При химическом выветривании минералов титан освобождается в виде двуокиси в коллоидной форме (гидрат TiO2 образуется в процессе разрушения титаносодержащих минералов). Накопление титана в почвах зависит от материнской породы, на которой они образуются, и от интенсивности почвообразовательного процесса. Богаче их почвы, формирующиеся на основных породах, беднее – песчаные, лесовые, болотные и известковые.
Ежегодно с урожаем сельскохозяйственных культур выносится от 75 до 2700 г/га титана. Но научно-обоснованная система удобрения полей позволяет восстанавливать баланс элементов питания растений в почвах. Применение хелата титана при внекорневой подкормке способствует усилению образования хлорофилла, повышает количество и улучшает качество урожая многих сельскохозяйственных растений (в т.ч. томатов, бобовых, корнеплодов и пр.).
Поділитись в соцмережах:
