Физиологическая роль ванадия. Чистый ванадий (V) представляет собой ковкий металл серебристого цвета. В свободном виде он не встречается, но его соединения широко распространены в природе, хотя и не образуют значительных скоплений по причине распыления. Ванадий в незначительных количествах присутствует в тканях почти всех живых организмов. В растениях он был обнаружен еще в ХIХ веке. Это открытие объяснило природу его нахождения в торфе, угле, сланцах.
Ванадий относится к микроэлементам, необходимым практически для всех живых организмов и имеет важное значение для роста и развития растений. Он является стимулятором процесса фотосинтеза и дыхания в культурах, способствует увеличению количества хлорофилла в листьях и белка, а также лучшему накоплению биомассы в целом. Известна роль ванадия как катализатора биохимических реакций. Он увеличивает активность фиксации азота клубеньковыми бактериями.
Недостаток этого элемента вызывает значительное уменьшение количества хлорофилла в растениях, что визуально проявляется в снижении яркости окраски листьев. Неоднозначно влияние ванадия на скорость фотосинтеза в культурах. Так, недостаток микроэлемента вызывает замедление этого процесса вдвое при интенсивном освещении. Но в условиях слабого освещения дополнительное внесение ванадия не оказывало никакого влияния на скорость протекания реакций фотосинтеза.
Практических подтверждений дефицита ванадия в сельскохозяйственных культурах обнаружено не было. И хотя потребность в нем у растений незначительна, его минимальное необходимое количество составляет 2 мг/кг (сухой массы).
Содержание в растениях. Интересно, что содержание ванадия в растениях (0,1 – 0,2%) значительно выше, чем в организмах животных (1 х 10-5 – 1 х 10-4%). Такие культуры как соя, петрушка, укроп, злаки отличаются большим количеством этого микроэлемента. Много его содержится также в кактусах и грибах (известный своими ядовитыми свойствами гриб бледная поганка является природным накопителем ванадия), а для зеленых водорослей ванадий незаменим, так как стимулирует в органах этих организмов процесс фотосинтеза. Ванадий обнаружен в плодах и листьях почти всех дикорастущих плодовых растений, значительное количество ванадия обнаружено в плодах шиповника (0,003%).
В сухом веществе высших растений средний показатель концентрации ванадия составляет 1,0 мг/кг. Обнаруженное количество этого микроэлемента в золе большинства овощных культур может находиться в пределах от 5 мг/кг до 50 мг/кг. Такие продукты растительного происхождения как картофель, редис, морковь, зерновые (рожь, ячмень, овес, неочищенный рис) и бобовые культуры, а также земляника, вишня, груша являются источниками ванадия для человеческого организма, восполняя необходимое количество этого элемента, обеспечивающего выполнение жизненно важных функций.
Содержание в почвах. Ванадий поглощается культурами из почвы, где его естественное содержание может составлять от 50 до 260 мг/кг. Более высокие показатели присущи гумусовому горизонту. В глинистых и супесчаных грунтах количество ванадия более низкое, а наиболее бедны им почвы, развившиеся на песках.
Этот металл присутствует практически во всех типах пород, но наибольшие его концентрации обнаруживаются в основных породах (150 – 460 мг/кг) и сланцах. Как правило, ванадий не образует собственных минералов, но может иногда замещать в кристаллической решетке такие элементы как алюминий, титан, железо. Как анионные, так и катионные формы ванадия образуют хелаты, что способствует поглощению этого элемента культурами. Но все же этот элемент, вносимый в форме аниона (метаваданат) действует на растения более благоприятно, чем его катионные формы. Корневая система растений легко впитывает растворимый ванадий. Интенсивность поглощения напрямую связана с уровнем концентрации микроэлемента в почвенном растворе и очень зависит от степени кислотности среды: чем выше кислотность, тем больше активность поглощения.
Самым низким содержанием ванадия отличаются торфянистые почвы (5 – 22 мг/кг). Суглинки и супеси, ферралитовые, а также засоленные и серо-бурые грунты характеризуются повышенным содержанием этого микроэлемента. В черноземах количество ванадия может колебаться в пределах 67 – 113 мг/кг. Несколько ниже этот показатель для каштановых грунтов (35 – 91 мг/кг). В подзолистых почвах наблюдается неравномерное распределение ванадия по причине более интенсивного его выщелачивания в верхних горизонтах. Количество микроэлемента в перегнойном горизонте дерново-подзолистых почв составляет от 40 до 100 мг/кг.
Влияние микроэлемента в составе удобрений. Ванадий имеет немаловажное значение для полноценного развития сельскохозяйственных культур, поэтому он входит в состав различных комплексных удобрений. И хотя различные растения реагируют на него по-разному, в основном наблюдается положительное влияние этого микроэлемента на состояние многих культур (увеличение урожайности и улучшение его качества). Так, применение ванадийсодержащих препаратов (ванадат аммония) при предпосевной обработке семян, а также внесение ванадия (1 кг/га на дерново-подзолистых почвах) у таких культур как горох, лен и люцерна вызывало увеличение зеленой массы (горох, люцерна), повышение урожая зерна (горох, люцерна, лен), рост количества белка, витамина С (горох), протеина (люцерна), содержания масла в семенах (лен).
У горчицы, овса, пшеницы, кукурузы, бобовых культур положительный результат был получен при внесении малых доз этого элемента, а увеличение количества ванадия сказывалось на развитии этих растений отрицательно.
Несмотря на недостаточную изученность влияния ванадия на жизнедеятельность растений, его значение в развитии сельскохозяйственных культур неоспоримо и нуждается в дальнейших исследованиях.
Поділитись в соцмережах:
