Значение меди для растений кратко

Обновлено: 06.07.2024

В среднем в растениях содержится 0,0002% меди, или 2 мг на 1 кг массы, меняется в зависимости от от видовых особенностей и почвенных условий. С урожаем разных культур выносится 7-27 г меди на 1 га.

В растительной клетке примерно 2/3 меди находится в нерастворимом, связанном состоянии. Наибольшее количество меди сосредоточено в семенах и наиболее жизнеспособных, растущих частях растений. 70 % меди, находящейся в листе, сконцентрировано в хлоропластах. Физиологическая роль меди определяется ее вхождением в состав медьсодержащих белков и ферментов, катализирующих окисление дифенолов и гидроксилирование монофенолов: ортодифенолоксидазы, полифенолоксидазы и тирозиназы.

Таблица. Содержание меди в растениях, выращенных на дерново-подзолистой почве и мощном черноземе (по Каталымову)

Растение	Дерново-подзолистые почвы		Мощный чернозем
урожайность, т/га	содержание Cu, мг/кг	урожайность, т/га	содержание Cu, мг/кг
Яровая пшеница:
- зерно	2,3	7,7	1,0	5,2
- солома	2,4	3,0	1,4	1,5
Овес:
- зерно	2,2	5,8	2,0	3,6
- солома	3,9	7,5	2,1	3,7
Вика яровая (сено)	4,0	12,2	2,5	4,7
Картофель:
- клубни	27,0	6,0	-	-
- ботва	50,0	18,0	-	-
Свекла сахарная:
- корни	54,2	6,4	28,0	6,5
- листья	45,0	8,4	10,0	6,9

Хорошо изучен медьсодержащий фермент — цитохромоксидаза. Предполагается, что активный центр цитохромоксидазы входит медь и железо. Почти половина всей меди, содержащейся в листьях находится в медьсодержащем белке — пластоцианине. Недостаток меди отрицательно сказывается на активность медьсодержащих ферментов.

Определенные функции медь выполняет в азотном обмене, входя в состав нитритредуктазы, гипонитритредуктазы и редуктаз оксида азота. Вследствие влияния меди на биосинтез леггемоглобина и активность ферментных систем эти ферменты усиливают процесс связывания молекулярного азота атмосферы и усвоение азота почвы и удобрений.

Имеются сведения об увеличении под действием меди прочности хлорофилл-белкового комплекса, уменьшении разрушения хлорофилла в темноте и о положительном действии на процесс озеленения у всех растений.

В результате инактивирования медьсодержащим ферментом полифенолоксидазой ауксинов медь ингибирует действие на рост высоких доз этих веществ. Медьсодержащий фермент тирозиназа регулирует окисление аминокислоты тирозина до черного пигмента меланин. Отсутствие этого фермента приводит к альбинизму — отсутствию зеленой окраски у растений. Потемнение битых картофелин, яблок и т.д. также вызвано тирозиназой.

Этилен замедляет дифференциацию тканей и ингибирует деление клеток, синтез ДНК, рост растений. Синтез этилена регулируется медьсодержащим ферментом. Снижение содержания в растениях фенольных ингибиторов приводит к вытягиванию стеблей и полеганию растений. Вероятно, за счет регулирования содержания в растениях фенольных ингибиторов роста, медь повышает устойчивость растений к полеганию. Она способствует повышению засухо-, морозо- и жароустойчивости растений.

Дефицит меди приводит к задержке роста, хлорозу, потере тургора и увяданию растений, задержке цветения и гибели урожая. У злаковых культур при острой нехватке меди не развивается колос (белая чума или болезнь обработки), у плодовых — появляется суховершинность.

Содержание меди в почвах

Валовое содержание меди в почвах колеблется в пределах от 0,1 до 150 мг/кг почвы. В пахотном слое в подвижной форме находится преимущественно двухвалентный катион меди в обменно-поглощенном состоянии. Медь входит в состав минералов почвы и органического вещества. Наибольшее количество меди связывается монтмориллонитом и вермикулитом, оксидами железа и марганца, гидроксидами железа и алюминия. С медью могут образовываться устойчивые комплексы гуминовых и фульвокислот, поэтому верховые торфяники, дерново-карбонатные, болотные, заболоченные, песчаные и супесчаные почвы бедны медью. Известкование кислых почв уменьшает доступность меди растениям, так как способствует закреплению в почве. Известь действует как адсорбент меди, а также за счет подщелачивания создает условия для образования устойчивых комплексов с органическими соединениями.

Растения испытывают дефицит меди, а почвы считаются бедными, при содержании в почвах Нечерноземной зоны — менее 1,5-2,0 мг, в Черноземной зоне — менее 2,0-5,0 мг на 1 кг почвы.

Потребность в медных удобрения преимущественно отмечается в Северо-Западном, Центральном, Волго-Вятском районах России.

Медные удобрения эффективны на торфяных, легких песчаных и дерново-глеевых почвах. На осушенных торфяниках даже при внесении полного минерального удобрения полноценный урожай зерновых и других культур возможно получить только при внесении меди. Согласно опытам, внесение медных удобрений на торфоболотных и легких супесчаных почвах увеличивает урожайность зерновых культур на 0,2-0,5 т/га.

Подвижность меди в почве возрастает при подкислении реакции почвенного раствора, уменьшении содержания органического вещества и глинистой фракции. Закреплению меди способствуют высокое содержание органических веществ и карбонатов, щелочная реакция и тонкий гранулометрический состав почвы, с большой долей ила.

На медные удобрения хорошо отзываются пшеница, овес, ячмень, травы, лен, конопля, корнеплоды, луговой клевер, просо, подсолнечник, горчица, сахарная и кормовая свекла, кормовые бобы, горох, овощные и плодово-ягодные культуры. Потребность в меди увеличивается в условиях внесения высоких доз азотных удобрений. От недостатка меди в почве страдают горох, вика, люпин, конопля, лен, свекла, овощи, плодовые насаждения.

Применение медных удобрений

Потребность сельского хозяйства в медных удобрениях удовлетворяется преимущественно за счет медного купороса (сульфата меди), медно-калийных удобрений и медьсодержащих отходов промышленности.

Таблица. Ассортимент медных удобрений [1]

Удобрение	Действующее вещество	Содержание д.в. в водорастворимой форме, %
Медный купорос (сульфат меди)	CuSO₄⋅5H₂O, Cu	92,0-98,0
Медный купорос (сульфат меди)	Cu	23,4-24,9
Порошок, содержащий медь	CuSO₄	14-16
Порошок, содержащий медь	Cu	5-6
Пиритные (колчеданные) огарки	Cu	0,25
Пиритные (колчеданные) огарки	K₂O	58,6±0,6

Сернокислая медь, или пентагидрат сульфата меди, медный купорос (CuSO₄⋅5H₂O) — кристаллическая соль голубовато-синего цвета, содержит 25,4% меди, хорошо растворима в воде.

Пиритные огарки — медные удобрения местного значения, содержащие 0,2-0,7% меди, отход промышленности при производстве серной кислоты. В их состав входят примеси железа, марганца, кобальта, цинка, молибдена. Недостатком пиритных огарков является наличие мышьяка, свинца и других тяжелых металлов, поэтому их применение требует систематического контроля за потенциальным загрязнением почвы, растений и сельскохозяйственной продукции. Вносят один раз в 4-5 лет в дозе 500-600 кг/га осенью под зяблевую вспашку или весной под предпосевную культивацию.

В качестве медных удобрений используются шлаки цинкоэлектролитных и медеплавильных заводов, содержащих 0,2-0,5% меди. Также — низкопроцентные окисленные медные руды с содержанием примерно 0,9%.

Предпосевную обработку семян проводят опрыскиванием 0,1-0,2% раствором сульфата меди или опудриванием. Расход раствора при опрыскивании — 6-8 л на 100 кг семян. Для опудривания 100 кг семян применяют 50-200 г хорошо просушенного и размолотого медного купороса. Опудривание совмещают с протравливанием. Опыливание медным купоросом удобно для льна, семена которого при намачивании ослизняются. Для некорневых подкормок норма расход 200-300 г на 1 га посевов, или раствором 0,02-0,05%. При наземном опрыскивании пропашных культур — 300-400 л/га, при авиаподкормках — 100 л/га.

Для внесения в почву используют пиритные огарки, медьсодержащие шлаки, низкопроцентные окисленные медные руды. Пиритные огарки и шлаки вносят в количестве 5-6 ц/га один раз в 4-5 лет, низкопроцентные окисленные медные руды — 2-3 ц/га. Удобрения заделывают плугом при вспашке зяби, или культиватором.

В условиях дефицита меди в почве медные удобрения дают прибавки урожая: яровой пшеницы — на 0,2-0,5 т/га, ячменя — на 0,2-0,3 т/га, овса — на 0,4-0,6 т/га, зеленой массы кукурузы — на 2,1 т/га, початков — на 9-13%. Медные удобрения улучшают качество продукции: увеличивается содержание белка в зерне злаковых культур, витаминов в овощах, фруктах и ягодах, улучшается качество волокна льна и конопли.

Агрохимикаты , статья из раздела: Питательные элементы

Медь – химический элемент, очень важный для питания растений. Известен с древнейших времен, распространенность в природе сравнительно невелика. Применяется в качестве компонента или действующего вещества микроудобрений для обработки семян, некорневой подкормки и внесения в почву.

Содержание:

Медь известна человечеству очень давно. Когда-то из нее даже делали оружие, правда, из-за того, что этот металл очень мягкий, в военном деле он перестал применяться еще в третьем тысячелетии до нашей эры. Сложно сказать, сколько именно названий сменила медь за то огромное количество лет, на протяжении которых ее использует человек, однако последнее имя – Сuprum– было дано ей в честь острова Кипр, где в III в. до н.э. велись интенсивные разработки медных рудников.

Несмотря на то, что на Кипре уже очень давно не ведется добыча этого металла, остров до сих пор известен в качестве месторождения меди. Дело в том, что такие рудники – явление достаточно редкое. Хотя в природе и встречаются медные самородки (самый крупный из добытых весил 420 тонн), основную часть металла добывают из руд и минералов. Кстати, раньше ее получали преимущественно из малахита – того самого, который ныне используется в изготовлении украшений и других декоративных вещиц. Он представляет собой основной карбонат меди, который образуется в карбонатных породах, а также может формироваться на воздухе в присутствии воды и углекислого газа. Пример последнего мы можем наблюдать воочию: оказывается, зеленые крыши домов старой Праги покрыты не яркой краской, а медными листами, на поверхности которых под действием времени образовалась тонкая пленка малахита…

Каждый год по всему миру выплавляется порядка 10 миллионов тонн меди, которая самостоятельно или в составе сплавов используется с самыми разными целями, от изготовления мельхиоровых ложек до производства антисептиков. Медь нужна практически в любой сфере производства, а также в здравоохранении и сельском хозяйстве. [9]

Медная руда

Порода, содержащая медь.

Физические и химические свойства

Медь (Cuprum) Cu – химический элемент I группы побочной подгруппы периодической системы Менделеева. Атомный номер – 29. Атомная масса – 63,54. Природная медь состоит из смеси двух стабильных изотопов с массовым числом 63 (69,1 %) и 65 (30,9 %)

Медь – металл красного, в изломе розового цвета. При просвечивании в тонких слоях заметен зеленовато-голубой оттенок. Температура плавления – 1083°C, температура кипения – 2600°C.

В химическом отношении медь является промежуточным элементом между элементами первой плеяды VIII и щелочными металлами I группы химической системы Менделеева. Так же, как железо, кобальт и никель, она склонна к комплексообразованию, образует окрашенные соединения, нерастворимые сульфиды и др. Сходство по химическим свойствам с элементами главной подгруппы первой группы незначительно.

В химических соединениях медь обычно присутствует в двухвалентном состоянии, но известны вещества, в которых медь трехвалентна. [5]

Содержание меди в почве и стран СНГ. Общее количество и подвижные формы (для некоторых типов), (мг/кг), согласно данным: [4]

Почвы

Общее среднее содержание меди

Пределы колебаний общего среднего содержания меди

Почвы тундры

Дерново– подзолистые

Серые лесные

Черноземы

Каштановые

Сероземы

Засоленные

Красноземы и желтоземы

Болотные

Торфяник верховой

Дерново-карбонатные Прибалтики

Содержание в природе

В земной коре содержится 0,01 % меди. Распространение в природе сравнительно низкое. Встречается в свободном состоянии в виде самородков, иногда очень значительных размеров. Но руды самородной меди распространены сравнительно мало – их не более 5 % от общей добычи в мире.

Медь – один из элементов, образующих халькосферу, которая располагается между литосферой и земным ядром. В связи с выдавливанием халькофилов в литосферу вследствие магматических и гидротермальных процессов подавляющая часть меди (около 80 %) присутствует в земной коре в соединениях с серой, 15 % меди – в виде кислородных соединений: окислов, карбонатов, силикатов и прочих. Данные соединения являются продуктами выветривания первичных сульфидных медных руд.

Медь образует до 240 различных минералов, но только около 40 из них имеют промышленное значение.

Важнейшие для промышленности минералы – халькопирит (медный колчедан), халькозин (медный блеск), ковеллин, борнит, малахит, азурит, хризаколла, брошантит. Обычны арсениды, антимониды и сульфоарсениды меди. [5]

Повышенное содержание меди свойственно средним и основным горным породам, а пониженное – карбонатным. Наибольшее распространение имеют простые и сложные сульфиды (первичные минералы). Они довольно легко растворяются при выветривании и высвобождают ионы меди. Кроме того, катионы меди обладают разнообразными свойствами и склонны к химическому взаимодействию с органическими и минеральными веществами. Они легко осаждаются различными анионами: сульфидом, карбонатом, гидроксидом. По этой причине медь в почвах относительно малоподвижна, и ее суммарное содержание в почвенных профилях варьирует незначительно. [3]

Начальным состоянием распределения меди в почвах управляют два фактора: процессы почвообразования и материнская порода. Обычной чертой распределения меди в почвенном профиле является ее аккумуляция в верхних слоях. Это отражает ее биоаккумуляцию и влияние антропогенных факторов. [3]

В почве различают

следующие формы меди: обменные (поглощенные органическими и минеральными коллоидами), водорастворимые, труднорастворимые медные соли, медьсодержащие минералы, комплексные органические соединения. Подвижность меди и доступность растениям зависит от комплексообразования и адсорбции. Ионы меди способны адсорбировать практически все минералы почвы. Адсорбция зависит от заряда поверхности адсорбента, контролируемого величиной кислотности среды. Растворимость катионных и анионных форм меди понижается при pH 7–8.

Ключевая реакция содержания меди в почве – комплексообразование с органическими соединениями. Гуминовые вещества образуют с медью растворимые и нерастворимые соединения.

Наиболее доступны для растений обменносорбированные и водорастворимые соединения меди. [2]

Содержание меди в различных типах почв

Содержание меди в почвах стран СНГ колеблется в достаточно широких пределах – от 1 до 100 мг/кг и выше.

Потребность с/х культур в меди и симптомы недостатка, согласно данным: [10] [8]

Потеря тургора листьев, хлороз;

Тормозится рост, нарушается образование репродуктивных и запасающих органов, происходит закручивание листьев

Рост заторможен, растения светло-зеленые, верхние листья сухие, скрученные;

Колосья и метелки недоразвиты;

Цветки стерильные, кончики листьев белеют

Зернобобовые

Укороченные междоузлия, розеточность листьев, склонность к полеганию

Соцветие мелкое, искривленное, листья верхнего яруса бледные

Становится карликовым, ткани теряют тургор, растения вянут;

Белеют кончики молодых листьев;

Опадают завязи и цветки;

Слабо образуются семена

Верхние 3-5 листьев становятся мелкими, сине-зеленого цвета;

Развитие корней слабое

Угнетается рост и развитие;

Плотность чешуй понижается;

Листья уродливой формы, беловатой окраски, слабо растут

Свекла сахарная, кормовая, столовая

Кукуруза на силос и зеленую массу

На верхних листьях побегов – хлороз тканей между жилками.

Лист беловатый. С усилением - побеги растут сплющенными, темно-зелеными с маленькими листьями, листья опадают

Образуется суховершинность, цветение и завязывание плодов прекращается, плоды мельчают, качество их ухудшается

Молодые листья желтеют, ранний листопад, кора растрескивается, натеки камеди, слабое плодоношение

Кончики побегов увядают, ведьмины метлы, опадают верхние листья

Очень высоко содержание меди в почвах, образовавшихся на богатых медью породах и в районах концентрации медных месторождений. Значительное обогащение почв медью отмечается при частой обработке растений инсектофунгицидами с содержанием меди. [4]

Содержание данного элемента в почве непосредственно связано с его содержанием в почвообразующих породах:

Базальты

Андезиты

Граниты

Валунные суглинки, известняки и пески

Глины и лессы

Общее содержание меди различается в зависимости от типа почв:

Желтоземы и красноземы

Засоленные почвы и черноземы

Дерново-подзолистые, серые лесные, сероземы и каштановые

Верховые торфяники и дерново-карбонатные

Почвы тундры

Торфянисто-болотные

и некоторые минеральные почвы песчаного и супесчаного механического состава содержат количество меди, не способное обеспечить нормальный уровень питания растений данным элементом. При этом надо отметить, что торфянисто-болотные почвы значительно различаются по содержанию меди. [4]

Подвижная медь

Для сельского хозяйства важно не только общее содержание меди в почве, но и форма нахождения и степень доступности растениям. Формы меди подразделяются на четыре группы:

медь в кристаллической решетке первичных и вторичных минералов;
медь в соединениях с органическим веществом почвы;
медь в поглощенном состоянии на поверхности коллоидных частиц почвы;
водорастворимые формы меди.

Содержание водорастворимых соединений обычно мало и составляет менее 1 % от общего ее количества. При этом, они представлены как минеральными, так и органическими кислотами. Водорастворимые соединения меди подвержены вымыванию из почв. Это значимо для супесчаных и песчаных почв с малой емкостью поглощения.

Кроме водорастворимых соединений, легко усваиваемыми формами соединений меди являются обменно-сорбированные. Медь поглощается органическими и минеральными коллоидами и глинистыми минералами почв.

Содержание доступной для растений меди в почвах колеблется от 1,1 до 7,8 мг/г. [3]

Роль в растении

Биохимические функции

Формы нахождения и поведения меди в растениях делятся на шесть групп:

Медь присутствует в комплексных соединениях с протеинами и низкомолекулярными органическими веществами.
Медь обнаруживается в составе энзимов – жизненно важных для растений веществ с неисследованными функциями.
Медь играет немаловажную роль в процессах дыхания, фотосинтеза, перераспределения углеводов, фиксации и восстановления азота, метаболизма клеточных стенок и протеинов.
Медь влияет на проницаемость сосудов ксилемы для воды и контролирует баланс влаги.
Медь контролирует образование ДНР и РНК.
Медь оказывает значительное влияние на механизмы устойчивости к различным заболеваниям. Однако при избытке или повышенном содержании меди в растениях они становятся менее устойчивы к некоторым заболеваниям. [3]

По биохимическим свойствам и функциям медь схожа с железом и способна как образовывать стабильные комплексы, так и изменять валентность с двухвалентной на одновалентную. Одновалентная медь нестабильна, в отличие от двухвалентной. Вопрос о том, в какой форме – Cu (II) или Cu (III) – медь поглощается растениями, в настоящее время остается открытым. До 99 % меди в растениях присутствует в виде комплексных форм, а концентрация свободных одно- и двухвалентных ионов предельно низка. Для меди характерно большее сродство к аминокислотам, чем к органическим кислотам, и средняя мобильность во флоэме.

Большинство функций меди в растениях связано с ее непосредственным участием в ферментативных окислительно-восстановительных реакциях. Существует несколько важнейших Cu-ферментов:

Пластоцианин. Участвует в процессе фотосинтеза. Свыше 50 % меди в хлоропластах связано с пластоцианином. На 1000 молекул хлорофилла приходится три-четыре молекулы этого вещества.
Цитохлоромоксидаза – оксидаза митохондриальной ЭТЦ. Включает в себя два атома меди и два атома железа в гемовой конфигурации. Атомы меди взаимодействуют с молекулой кислорода, при условии недостатка меди активность фермента снижается.
Полифенолоксидаза. Отвечает за перенос фенолов на молекулярный кислород. Фермент участвует в биосинтезе лигнина, алкалоидов, меланина. Эти вещества ингибируют прорастание спор и рост грибов. При недостатке меди снижается активность фермента.
Супероксиддисмутаза – изофермент. Играет важную роль в детоксикации супероксидного радикала, образуемого в процессе фотосинтеза. Изофермент присутствует в цитозоле, митохондриях, глиоксисомах, хлоропластах.
Аскорбатоксидаза. Катализирует окисление аскорбиновой кислоты до дегидроаскорбиновой. Содержит до пяти атомов меди на молекулу. Локализуется в клеточных стенках и цитоплазме. При недостатке меди активность фермента снижается. Используется как показатель оценки обеспеченности растений медью.
Диаминоксидаза. Катализирует деградацию путресцина. Локализован в апопласте эпидермиса и ксилемы зрелых тканей. В условиях дефицита меди активность фермента снижается. [2]

Недостаток (дефицит) меди в растениях

Болезнь, вызываемая недостатком меди, называется белокосицей, белой чумой или болезнью обработки. [8] Дефицит меди провоцирует задержку роста, хлороз, потерю тургора и, как следствие, увядание растений, а также задержку цветения и гибель урожая. У злаков при острой нехватке меди белеют кончики листьев и не развивается колос. Плодовые страдают суховершинностью. [10]

Дефицит меди, как правило, возникает у растений на кислых песчаных и торфянистых почвах. Критический уровень недостатка меди наблюдается при содержании меди в вегетативных частях растений 1–5 мг/кг сухой массы. Типичные анатомические нарушения, возникающие вследствие дефицита меди, непосредственно связаны с нарушением лигнификации клеточных стенок. В наибольшей степени это проявляется в склеренхиме клеток стеблей. Это явление может наблюдаться даже при незначительном снижении уровня меди и может быть использовано с целью диагностики.

При недостатке меди отмечается снижение активности медьсодержащих ферментов, участвующих в процессах дыхания и фотосинтеза. Как следствие, в растениях снижается уровень растворимых углеродов. При низком их содержании нарушается формирование пыльцы, что приводит к снижению фертильности, а у бобовых подавляется азотофиксация. Недостаток меди больше влияет на развитие семян, зерен, чем на рост вегетативной массы. Таким образом, для нормального образования и функционирования генеративных органов растениям требуется гораздо больше меди, чем для формирования вегетативных частей растения.

Вызванные недостатком меди нарушения процессов фотосинтеза и дыхания отражаются на энергетическом обмене растения, что провоцирует каскад вторичных физиологических эффектов. [2]

Растения испытывают недостаток меди, а почвы считаются бедными по содержанию данного элемента при содержании меди в почвах Нечерноземья менее 1,5–2,0 мг/кг почвы, а в Черноземье – менее 2,0–5,0 мг. [10]

Избыток меди

При избытке меди наблюдается проявление симптомов отравления растений (фитотоксичность). Это хлороз молодых листьев, при этом, жилки остаются зелеными; хлороз нижних листьев. Последний сопровождается появлением коричневой пятнистости и опадением листьев. [8]

Содержание меди в различных соединениях

Источниками промышленного получения медьсодержащих удобрений являются различные медные руды. По минералогическому составу они делятся на три категории: самородные, окисленные и сульфидные. Основной сопутствующий минерал сплошных сульфидных руд – пирит. Содержание меди в рудах колеблется от 0,7 до 3 %. Медные руды – комплексное сырье. В зависимости от основного спутника меди, подразделяются на медноцинковые, медноникелевые, медномолибденовые и меднокобальтовые. Кроме того, медные руды содержат серу, селен, золото, серебро, платину и многие другие элементы. [5]

Значительное количество меди и ее соединений может быть получено при переработке вторичных цветных металлов. [2]

Содержание меди в удобрениях, согласно данным: [2] [6]

Удобрение

Содержание, %

Сернокислая медь (медный купорос)

Суперфосфат с медью

Шлаки цинкоэлектролитных и медеплавильных заводов

Низкопроцентные, окисленные медные руды

Порошок, содержащий медь

Способы применения медьсодержащих удобрений

Сернокислая медь (медный купорос)

Суперфосфат с медью

используют для внесения в почву, для предпосевной обработки семян и некорневой подкормки растений. [6]

06.02.2017

Физиологическая роль микроэлемента. К наиболее важным микроэлементам, оказывающим ощутимое влияние на рост и развитие сельскохозяйственных культур, относится медь (Сu). Вместе с марганцем она участвует в окислительно-восстановительных процессах: повышает интенсивность фотосинтеза и образования хлорофилла, способствует активизации углеводного и азотного обмена. Достаточное количество меди в аграрных культурах улучшает сопротивляемость растений грибковым и бактериальным заболеваниям, увеличивает показатели засухо- и морозоустойчивости, а также стойкости к полеганию. Присутствие этого элемента в растительном питании способствует увеличению содержания белка в зерне, крахмала в клубнях картофеля, сахара в корнеплодах, жиров в зернах масличных культур, аскорбиновой кислоты и сахаров в ягодных и плодовых растениях.

Симптомы недостатка меди. При недостатке меди в питании растений происходит нарушение развития корневой системы, в связи с чем замедляется рост всей культуры. Внешние проявления можно определить по увяданию верхних листьев (возможно даже отмирание верхушек побегов), изменению их цвета (неоднородность окраски, появление более светлых пятен, пожелтение либо приобретение коричневатого оттенка), а иногда и формы (листья скручиваются и вянут).

Симптомы избытка меди. Высокие концентрации меди действуют на растения токсично. Переизбыток этого элемента приводит к замедлению развития растения, появлению бурых пятен на нижних листьях и их отмиранию. Кроме того, он может провоцировать дефицит железа в растениях. Поэтому важно правильно дозировать медьсодержащие удобрения, учитывая естественное количество меди, находящееся в плодородном слое почвы данного типа.

Содержание меди в почвах. Для этого элемента характерно сосредоточение в верхних слоях почвы. Количество меди в грунте, необходимое для оптимального обеспечения растений этим минералом, невелико и колеблется в пределах 5 – 20 мг/кг. При образовании биомассы сельскохозяйственные культуры поглощают из почвы от 10 до 300 г/га меди, но поступление этого элемента из атмосферы (метеоритная, космическая пыль, почвенно-грунтовые воды, вулканические газы, загрязнение биосферы в результате геотехнической деятельности человека), а также его количество в материнской породе почти полностью компенсируют эту потерю, а иногда и превышают ее. Происходит поглощение, накопление и распределение микроэлемента в почвенных слоях.

Наиболее богаты медью желтоземы и красноземы. Чуть меньше ее в засоленных почвах и черноземах. Дерново-подзолистые, сероземы и каштановые грунты содержат более низкие концентрации этого микроэлемента. А верховые торфяники и дерново-карбонатные – самые бедные почвы по количеству находящейся в них меди.

Формы соединений меди. Помимо количественного показателя, который зависит от типа почвы, очень важна и форма медьсодержащих соединений, определяющая степень доступности этого элемента для растений. Растения могут питаться только водорастворимыми или поглощенными (обменно-сорбированными) формами меди.

Поглощение меди происходит различным образом: она может входить в кристаллическую решетку различных минералов, адсорбироваться коллоидными частицами почвы, входить в состав органических веществ почвы, а также образовывать водорастворимые соединения.

Катионы меди легко вступают в химическое взаимодействие с органическими и минеральными веществами, поэтому осаждаются различными анионами (сульфидом, карбонатом, гидроксидом), образуя малоподвижные формы. Водорастворимые соединения меди обычно составляют незначительную часть (до 1%) от общего ее количества в почве. К тому же они легко вымываются из грунта. Особенно это актуально для супесчаных и песчаных почв с небольшой поглощаемостью. Кроме водорастворимых хорошей доступностью для культур обладают обменно-сорбированные формы меди, когда она поглощается органическими или минеральными коллоидами почвы, или глинистыми минералами.

Применение удобрений, содержащих медь. Медные удобрения наиболее эффективны на торфяниках и заболоченных почвах легкого гранулометрического состава. Иногда торфяные почвы настолько бедны медью, что не позволяют получить урожай сельскохозяйственных культур. При их обогащении медьсодержащими удобрениями урожайность повышается на 2 – 5 ц/га.

В засушливые годы доступность подвижных форм меди, содержащихся в почве, снижается, поэтому применение удобрений становится более эффективным. Средние расчетные дозы меди при внесении в почву составляют 1,5 – 2,0 кг/га в год. Практика зарубежных исследований рекомендует одноразовое внесение (до 10 кг) на несколько лет. Такая технология имеет долговременный эффект, поэтому даже спустя 10 лет концентрация медьсодержащих соединений в грунте остается достаточно высокой. При многократных внесениях создается риск накопления меди в количествах, токсичных для растений.

Эффективность медьсодержащих удобрений зависит от вида растений и типа почв. Они увеличивают урожайность и повышают качество продукции зерновых, льна и кормовых культур, растущих на осушенных болотных и других почвах. Правильное применение медных удобрений позволяет повысить урожаи: на 2–5 ц/га для пшеницы, на 2–3 ц/га для ячменя, на 4–6 ц/га для овса, на 21% для зеленой массы кукурузы, на 9–13% для ее початков. Урожайность плодов сахарной свеклы, растущей на дерново-подзолистых почвах, удобренных медьсодержащими соединениями, повышается на 43 – 45%. При этом та же культура, произрастающая на дерново-карбонатных грунтах, богатых соединениями подвижной меди, не дает прибавки к урожаю в случае подкормки этим минералом.

Картофель, выращиваемый на дерново-подзолистых грунтах, благодаря внесению меди при определенных условиях не только повышает урожайность и качество корнеплодов, но и повышает устойчивость к таким заболеваниям как фитофтороз и черная ножка. У моркови медьсодержащие удобрения способствуют большему образованию в корнеплодах сахаров, каротина и азота, у томатов – повышению урожайности и витамина С в плодах. Кормовые травы более интенсивно наращивают зеленую массу, питательные качества которой также улучшаются.

Промышленное производство медьсодержащих удобрений базируется на переработке различных медных руд (окисленных, сульфидных или самородных), количество меди в которых составляет 0,7 – 3%. Еще один способ получения меди – переработка вторичных цветных металлов.

Среди медьсодержащих удобрений различают: сернокислую медь (медный купорос) и суперфосфат с медью, которые используют для внекорневой подкормки и предпосевной обработки семян; пиритные огарки (промышленные отходы медеплавильного производства), окисленные медные руды с низким процентом содержания меди и шлаки медеплавильного производства, которые применяют для внесения в почву во время зяблевой обработки; медьсодержащий порошок для опудривания семян.

На осваиваемых торфяниках целесообразно вносить 4 – 5 ц/га пиритных огарков (на 4 – 6 лет). Доза сульфата меди для почвенного внесения – 25 кг/га. Для равномерного распределения микроэлемента его предварительно тщательно смешивают с минеральным удобрением.

В настоящее время одним из наиболее перспективных и эффективных источников поступления меди для растений являются различные хелатные формы удобрений, содержащие этот микроэлемент. Так, например, микроудобрение для внекорневой подкормки "Оракул колофермин меди" украинского производства позволяет эффективно ликвидировать дефицит этого микроэлемента в растениях (при норме расхода 1 - 2 л/га). Благодаря отсутствию балластных добавок, этот хелатный комплекс не вызывает ожогов листьев и полностью усваивается листовой пластиной.

Взаимодействие меди с другими элементами. Содержание меди в почвенных растворах, преимущественно органических хелатах (до 80%), составляет 3 – 135 мкг/л. В почве медь сначала поглощается органическим веществом, а затем сорбируется минералами (эта форма легче подвергается десорбции). Недостаток меди часто проявляется на богатых гумусом почвах. При повышении рН снижается ее доступность. Также значительное конкурирующее влияние на поступление меди оказывают железо и цинк. Медь способна обострять дефицит молибдена в растениях. И наоборот: внесение молибдена может ухудшить доступность меди. Токсичные количества алюминия также способны затруднять поглощение меди растениями.

Из основных элементов питания наиболее сильно медь связана с азотом. Высокое содержание азотных удобрений вызывает интенсивный рост растений, что, в свою очередь, обуславливает их повышенную потребность в меди. Фосфатные соединения обладают высоким показателем адсорбции меди, но в результатате она снижает доступность фосфора для растений. Кальций в составе карбонатов приводит к осаждению меди и возникновению ее дефицита.

Для обработки семян и внекорневых подкормок широко используют сульфат меди (медный купорос), который содержит 23,4 – 24,9% меди. Этот кристаллический порошок хорошо растворяется в воде. Для предпосевной обработки семян его применяют в концентрации 0,1%. Целесообразно проводить такую обработку в комплексе с пестицидами (для протравливания посевного материала). Внекорневые подкормки требуют значительно меньшей концентрации раствора сульфата меди: 0,02 – 0,05%.

Наиболее отзывчивы на медные удобрения зерновые (пшеница, овес, ячмень), корнеплоды (свекла столовая, морковь), подсолнечник, овощи и плодово-ягодные культуры. Среди овощных особенно нуждаются в меди салат, шпинат, лук, огурец, фасоль, горох. Хороший эффект от применения медьсодержащих удобрений достигается у свеклы столовой и моркови. Более худший результат показывают капуста белокочаная, сельдерей, томат.

Фактором, который в настоящее время определяет минеральный состав сельскохозяйственных культур, является агротехника их возделывания и используемые системы применения макро- и микроудобрений. Микроэлементы дополняют действие основных минеральных удобрений и способны оказывать уравновешивающее действие при нарушениях оптимального соотношения питательных веществ. В комплексе агротехнических мероприятий с высоким уровнем внесения удобрений медь в качестве микроудобрения используют в соответствии с биологическими особенностями растений и агрохимическими свойствами почвы. Применение медных удобрений в земледелии проводится с учетом оптимального содержания меди в растениях и почвах и на этой основе разрабатываются агротехнические мероприятия, устанавливаются дозы внесения, обеспечивающие полноценность растениеводческой продукции.

Содержащаяся в растениеводческой продукции медь является мощным средством нормализации обменных процессов в живом организме, что послужило широкому её применению в растениеводстве и животноводстве. Производство меди в мире составляет 6 млн. тонн и она является биомикроэлементом, который используется в сельском хозяйстве и фармакологии. Среднее содержание меди в почвах составляет 20 мг/кг, в пресных водоемах — 0,001-0,2 мг/л, в морской воде — 0,02-0,045 мг/л. Перспективно применение меди в Беларуси в качестве микроудобрения, а также для обогащения растениеводческой продукции.

Роль меди в растениях

Почти вся медь листьев сосредоточена в хлоропластах и тесно связана с процессами фотосинтеза, стабилизируя хлорофилл, предохраняя его от разрушения. Медь входит в состав медьпротеида, образуя окислительный фермент, способствует синтезу в растениях железосодержащих ферментов. Положительно влияет на синтез белков в растениях, которые обеспечивают водоудерживающую способность растительных тканей, вследствие этого медь в виде удобрения имеет значение для придания растениям засухо- и морозоустойчивости и защиты от бактериальных заболеваний. Медь участвует в процессе фиксации азота растениями, повышает устойчивость к полеганию.

Симптомы проявления острого недостатка меди встречаются редко, а голодание (скрытый недостаток) различных культур происходит уже при содержании меди 10-0,5 мг/кг сухой массы растения. Концентрации меди в сельскохозяйственных растениях менее 5 мг/кг сухой массы ухудшают развитие растений, а более 10-20 мг/кг являются пороговыми.

В случае недостатка отзывчивость растений на применение меди проявляется в улучшении роста и развития, плодоношении, отсутствии заболеваний. При хорошем обеспечении основными элементами питания, такими как азот,фосфор и калий растения особенно хорошо отзываются на внесение меди. От применения медьсодержащих удобрений и пестицидов концентрация меди в растениях увеличивается в 2-4 раза.

Значение меди для животных

Участвует в процессах пигментации шерсти, поддерживает воспроизводительную функцию и кроветворение, стимулирует деятельность гормона гипофиза. Основное депо меди — белок крови (1-2 мг/л), поэтому при её недостатке развивается анемия. В регионах с недостатком меди в почве отмечается анемия сельскохозяйственных животных, происходит деструкции кровеносных сосудов, патологический рост костей, дефекты в соединительных тканях. Оптимальное содержание меди в корме для животных составляет 5-10 мг/кг сухого вещества. Избыток меди у животных вызывает поражение печени и развитие желтухи.

Значение меди для человека

Медь относится к тяжелым металлам, при этом малотоксична, и лишь при накоплении в избыточных концентрациях негативно влияет на здоровье. В организме взрослого человека находится около 100 мг меди. В малых дозах медь используют в медицине как вяжущее и задерживающее рост и размножение бактерий средство. Медь оказывает на организм многогранное действие, влияя на развитие, воспроизводство, гемоглобинообразование и на активность лейкоцитов. Однако избыток меди в организме приводит к нарушению психики и параличу некоторых органов (болезнь Вильсона). Избыток меди у человека вызывает острый панкреатит, язву двенадцатиперстной кишки, бронхиальную астму, гиперкупремию и др. Медьсодержащие пестициды (медный купорос, бордосская жидкость, хлорокись меди) сильно раздражают слизистые оболочки.

Ежедневная потребность в меди для человека составляет около 2-3 мг, или 35-40 мкг на 1 кг массы тела. При поступлении с пищей в кишечнике всасывается около 30% содержащейся меди. Летальной для человека является концентрация меди 0,175-0,25 г/сутки.

Особенно богаты этим элементом молоко и дрожжи. Естественное содержание меди в пищевых продуктах составляет 0,4-5,0 мг/кг, а в количестве 5-15 мг/кг медь придает продукту металлический привкус и обусловливает прогоркание жиросодержащих продуктов.

Читайте также: