Основные функции минеральных веществ в организме

Калий K

Элемент Польза Дефицит Источники
макроэлементов
Калий • Участвует в расслаблении и сокращении мышц (калиево-натриевый насос).
• В т.ч., сердца
• В дефиците возможно замедление ритма, аритмии, остановка сердца.
• Гипотония мышц, вплоть до параличей
Виноград.
Печеный картофель.
Морковь.
Болгарский перец.
Дрожжи.
Изюм.

Кальций

Элемент Польза Дефицит Где содержится
Кальций • Составляющая часть костей, зубов.
• Участвует в сократительной способности мышц.
• Влияет на проницаемость мембраны клетки.
• Влияет на свертываемость крови.
• Отвечает за состояние волос.
• Синтез гормонов
• Остеопороз.
• Рахит у детей.
• Судороги в икроножных мышцах.
• Ломкость волос.
• Хрупкость сосудов.
Кунжутное семя.
Продукты из молока.
Сардина.
Крапива.
Капуста белокочанная и цветная.
Курага
Миндаль
Репа
Фасоль

Стоит иметь ввиду, что кальций и железо являются антагонистами.

Магний

Элемент Для чего нужен Недостаток Источники
Магний • В составе зубов, волос.
• Кофактор многих более 300 ферментов.
• Участвует в обмене углеводов, белков, в синтезе нуклеиновых кислот.
• Способствует образованию АТФ.
• Нормализует сердечный ритм, давление.
• Регулирует процесс торможения в ЦНС.
• Препятствует тромбообразованию.
• Расслабляет гладкую мускулатуру.
• Участвует в синтезе нейромедиаторов.
• Ломкость ногтей, волос.
• Аритмии, гипертония.
• Неврозы, раздражительность, тики, бессонница.
• Непроизвольное сокращение мышц, судороги в ногах, онемение, зуд.
• Выкидыши, невынашивание беременности, предменструальный синдром.
• Запоры, камнеобразование в желчных путях.
• Депрессия.
• Спастический колит, диарея.
• Бронхоспазм.
Зелень.
Какао.
Гречка.
Овсяная крупа.
Отруби: рисовые, пшеничные, овсяные.
Бобовые и зерновые культуры
Кунжут, семена тыквы и подсолнечника.
Минеральная вода.

Натрий

Название элемента Характеристика Дефицит Продукты
Натрий • Регулятор баланса внеклеточной и внутриклеточной жидкости в организме. Предотвращает клетку от разрыва или от обезвоживания.
• Обеспечивает передачу нервных импульсов.
• Обеспечивает кислотно-основное равновесие.
• Переносит в клетку глюкозу и аминокислоты.
• Расширяет сосуды.
• Участвует в переносе углекислого газа к легким.
• Способствует синтезу пищеварительных ферментов.
• Обезвоживание организма, слабость, апатия, потеря сознания.
• Аритмия.
• Судороги.
• Выпадение волос, кожа становится морщинистой.
Соль.
Соленья.
Морские водоросли.
Томаты.
Свекла.
Репа.
Название элемента Функции Недостаток Содержание в продуктах
Сера • Входит в состав ферментов, аминокислот, гормонов, молекулы белка сцепляются между собой благодаря дисульфидному мостику.
• Есть в составе инсулина.
• Коллаген состоит из серы.
• Благодаря этому укрепляет мышцы, связки, суставы, соединительную ткань.
• Участвует в витаминообразовании (В).
• Соединения серы – антиоксиданты.
Гепарин содержит серу.
• Гипергликемия – повышения сахара.
• Ломкость ногтей.
• Недостаточная упругость кожи.
• Патология сустава, связок, болевой синдром.
• Диспепсические явления.
• Гиперхолестеринемия.
Мясные продукты.
Бобовые.
Орехи.
Молочные.
Яйца.
Минеральная вода.

Фосфор

Элемент Функции фосфора Симптомы недостатка Где содержится
Фосфор • Строительный материал фосфолипидов, гидроксилапатита (кости),зубов – фторапатита.
• Есть в составе нуклеиновых кислот, АТФ.
• Обеспечивает кислотно-основное равновесие.
• Участвует в ферментообразовании.
• Остеопороз, рахит.
• Снижение умственной деятельности.
• Ухудшение работы эндокринных желез.
• Снижение иммунной защиты организма.
• Быстрая утомляемость.
Мясные продукты.
Яйца.
Злаки.
Орехи.
Подсолнечник.
Тыква.
Элемент Характеристика Дефицит Где содержится
Хлор • Поддержание водно-солевого баланса.
• Обеспечивает пищеварение благодаря наличию в соляной кислоте желудка.
• Выводит углекислый газ из организма.
• Мышечная слабость.
• Сонливость.
• Сухость во рту.
• Отсутствие аппетита.
Стремительное снижение – кома.
Поваренная соль.
Морские водоросли.
Хлеб.
Мясо.

Минералы, как и витамины, играют большую роль в функционировании практически всех цепочек функционирования организма.

  • Непосредственное участие в формировании и дальнейшей жизнедеятельности различных тканей, например – кальций с фосфором являются главными компонентами костей;
  • Помощь в регулировании осмотического давления в клетках;
  • Непосредственное участие в метаболизме (обмен веществ), превращении и усвоении веществ;
  • Поддержание водно-солевого и кислотно-щелочного балансов;
  • Формирование и развитие нервных волокон, и соответственно центральной нервной системы (ЦНС);
  • Формирование младенца внутри женского организма;
  • Поддерживают работу иммунной системы, выполняющей защитные функции, что особенно важно в период инфекционных эпидемий гриппа, ангины, фарингитов и других ОРЗ;
  • Способствуют более легкому течению болезней, а также ускоряют выздоровление от них;
  • Способствуют развитию и поддержанию здоровья сердечно-сосудистой системы, в т.ч. участвуют в процессах кроветворения (железо) и свертываемости крови;
  • Препятствуют преждевременному старению.

Бор (B) – участвует в формировании и поддержании здоровья костной ткани, зубной эмали, эндокринной системы, стимулировании синтеза белков. Участвует в регулировании половых гормонов. Основным признаком недостаточности бора в организме является – гормональные нарушения, уязвимость костно-мышечной системы перед травмами, нарушения в работе ЦНС.

Бром (Br) – участвует в регулировании работы щитовидной железы, нервной системы. Повышенное содержание брома в организме снижает половое влечение. Признаками недостатка являются – бессонница, снижение уровня гемоглобина в крови.

Ванадий (Va) – участвует в регулировании работы сердечно-сосудистой системы. Контролирует уровень «плохого холестерина», гемоглобина и глюкозы в крови, препятствует развитию атеросклероза и связанными с ним ишемической болезни сердца (ИБС), инфарктов, инсульта, тромбозов. Благотворно воздействует на работу органов зрения, печени и почек, борьбу с опухолями.

Германий (Ge) – участвует в транспорте кислорода, обладает обезболивающим, антибактериальным, противовирусным и противогрибковым действием. За счет синтеза интерферона и активирования макрофагов стимулирует деятельность иммунитета. Препятствует развитию злокачественных образований и появлению метастазов при онкологии.

Железо (Fe) – является составной частью гемоглобина и цитохромов. Участвует в процессах образования красных кровяных телец (эритроцитов), синтезе ДНК и гормонов щитовидной железы, а также транспортировке кислорода и поддержанию здоровья клеток всех органов и систем. Основные признаки недостатка железа – повышенная утомляемость, сонливость, пониженное артериальное давление, ухудшение здоровья кожи, ногтей, развитие анемии, проблемы со слизистыми оболочками, нарушения вкусовых ощущений, нарушение роста у детей.

Йод (J) – участвует в синтезе гормонов щитовидной железы, а также является основой тироксина и трийодтиронина. Способствует регулированию артериального давления и работы сердца, функционирования нервной, иммунной и психической системы. Влияет на рост, развитие и деление клеток, а также всех тканей организма.

Основные признаки недостатка йода – заболевания щитовидной железы, органов зрения, речевого и слухового аппарата, нервной, сердечно-сосудистой системы, снижение полового влечения, парезы и параличи, быстрая утомляемость, апатия, депрессия, проблемы со стулом, снижается умственная деятельность, ожирение.

Калий (К) – является важнейшим компонентом внутриклеточной жидкости и межклеточных веществ. Поддерживает кислотно-щелочной баланс. За счет передачи нервных импульсов участвует в регулировании работы миокарда и других мышечных тканей. Участвует в синтезе белков и гликогена. Основные признаки недостатка калия – сбой в работе сердца (аритмии), нарушения в функционировании мышц (паралич), мышечная дистрофия.

Кальций (Ca) – является одним из основных компонентов костной ткани. Участвует в формировании зубов, процессах свертывания крови, передаче нервных импульсов к мышцам. Поддерживает функционирование нервной системы. Основные признаки недостатка кальция – остеопороз и повышенная ломкость костей, заболевания костно-мышечной системы (сколиозы, кифозы, патологические лордозы, плоскостопие), повышенная уязвимость зубов перед кариесом, судороги, тремор.

Кобальт (Co) – участвует в образовании клеток крови, инсулина и витамина В12. Является частью витамина В12 (кобаламин). Поддерживает работу нервной системы, иммунитета, поджелудочной железы и печени. Регулирует уровень адреналина и холестерина в крови. Основные признаки недостатка кобальта – анемия, быстрая утомляемость, повышенная сонливость, невралгия, депрессия, заболевания костно-мышечных тканей, эндокринной системы, лёгких.

Кремний (Si) – участвует в формировании практически всех тканей. Обладает свойством придавать эластичности костям, кровеносным сосудам и другим составляющим организма. Способствует усвоению калия, кальция, магния, натрия, серы, фосфора и других минералов. Основные признаки недостатка кремния – заболевания костно-мышечной системы, в т.ч. остеопороз, сколиоз, кифоз, плоскостопие, повышенная ломкость костей, а также атеросклероз, аритмии.

Магний (Mg) – является неотъемлемой частью внутриклеточной жидкости. Участвует в образовании костной ткани, зубов, синтезе белков. Обеспечивает передачу нервных импульсов мышечным тканям, тем самым поддерживая контроль со стороны ЦНС. Поддерживает работу клеточных мембран. Основные признаки недостатка магния – ломкость костей, судороги и мышечная дистрофия, нарушение в работе сердца, заболевания ЖКТ.

Марганец (Mn) – участвует в белковом и энергетическом метаболизмах. Способствует высвобождению энергетической ценности из пищи, участвует синтезе тироксина (главный гормон щитовидки), превращении сахара, образовании и окислении глюкозы, усвоении кальция, фосфора, железа. Регулирует количество холестерина в крови.

Физические и химические свойства

Макроэлементы различны как по химическим, так и по физическим свойствам. Среди них выделяются металлы (калий, кальций, магний и прочие) и неметаллы (фосфор, сера, азот и прочие).

В каких продуктах содержатся макро- и микроэлементы?

Минерал Биологическое воздействие на организм Возможные заболевания при дефиците витаминов или минеральных веществ Традиционные пищевые продукты* Физиологическая потребность для взрослых** Верхний допустимый уровень потребления**

Ca

Кальций

Образование костной ткани, формирование зубов, процесс сверстывания крови, нервно — мышечная проводимость

Остеопороз, судороги (тетания) Молоко и молочные продукты 1000 мг, 1200 мг для лиц старше 60 лет 2500 мг

P

Фосфор

Элемент органических соединений, буферных растворов  образование костной ткани, трансформация энергии

Нарушения роста, костные деформации, рахит, остеомаляция

Молоко, молочные продукты, мясо, рыба 800 мг 1600 мг

Mg

Магний

Образование костной ткани, формирование зубов ; нервно-мышечная проводимость ; коэнзим (кофермент) в углеводном и белковом обменах; неотъемлемый компонент внутриклеточной жидкости

Апатия, зуд, мышечная дистрофия и судороги ; заболевания желудочно-кишечного тракта, нарушение сердечного ритма

Крупы, рыба, соя, мясо, яйца, хлеб, бобовые, орехи, курага, брокколи, бананы

400 мг 800 мг

K

Калий

Важнейший компонент внутриклеточной жидкости ; кислотно-щелочное равновесие, мышечная деятельность ; синтез белков и гликогена

Мышечная дистрофия, паралич мышц, нарушение передачи нервного импульса, сердечного ритма

Бобовые, картофель, мясо, морская рыба, грибы, хлеб, яблоки, абрикосы, смородина, курага, изюм 2500 мг 3500 мг
Минерал Биологическое воздействие на организм Возможные заболевания при дефиците витаминов или минеральных веществ Традиционные пищевые продукты Нормы физиологической потребности* Верхний допустимый уровень**

Fe

Железо

В составе гемоглобина; в составе цитохромов, участников окислительных процессов в клетках

Нарушение эритропоэза (образования эритроцитов), анемия, нарушение роста, истощение Мясо, печень, почки, яйцо, картофель, белые грибы, персики, абрикосы 10 мг (для мужчин) / 18 мг (для женщин) 20 мг (для мужчин) / 40 мг (для женщин)

I

Йод

Важнейший компонент гормонов щитовидной железы

Базедова болезнь, нарушение работы центральной нервной системы

Морская рыба, ламинария (морская капуста), молочные продукты, гречневая крупа,
картофель, арония, грецкий орех восковой спелости, фейхоа.

150 мкг 300 мкг

F

Фтор

Образование зубной эмали, костной ткани

Нарушения роста; нарушения процесса минерализации Морская рыба, чай 4 мг 6 мг

Zn

Цинк

Компонент (кофактор) более чем ста ферментов; перенос двуокиси углерода; стабильность биологических мембран; заживление ран

Нарушение роста, плохое заживление ран, отсутствие аппетита, нарушение вкуса

Мясо, рыба, устрицы, субпродукты, яйца, бобовые, семечки тыквенные, отруби пшеницы 12,0 мг 25 мг

Se

Селен

Существенная часть ферментной системы — глутатион- пероксидазы, защищающей биологические мембраны от повреждающего действия свободных радикалов; функции щитовидной железы; иммунитет

Анемия, кардиомиопатия, нарушения роста и образование костной ткани

Зерновые, морепродукты, печень, почки, сердце, чеснок 75 мкг (для мужчин) / 55 мкг (для женщин) 150 мкг

Cu

Медь

Механизмы ферментного катализа (биокатализа); перенос электронов; взаимодействие с железом

Крайне редко-анемия.

Мясо, морепродукты, ореха, зерновые,какао, отруби 1,0 мг 3 мг

Mn

Марганец

Механизмы ферментного катализа (биокатализа)

Неизвестны

Печень, крупы, фасоль, горох, гречиха, арахис, чай, кофе, зеленые листья овощей 2,0 мг 5 мг

Cr

Хром

Углеводный обмен

Изменение уровня глюкозы в крови

Печень, сыр, бобы, горох, цельное зерно, перец черный 50 мкг 250 мкг

Mo

Молибден

Механизмы ферментного катализа (Биокатализа); перенос электронов

Крайне редко-нарушение обмена серосодержащих аминокислот; нарушения функций нервной системы

Печень, почки, фасоль, горох, зеленые листовые овощи, дыня, абрикос, цельное коровье молоко 70 мкг 600 мкг

Со

Кобальт

Входит в состав витамина В12 (кобаламин). Кобальт задействован при кроветворении, функциях нервной системы и печени, ферментативных реакциях.

B бoльшинcтвe cлучaeв недостаток кобальта нaблюдaeтcя у cпopтcмeнoв, вeгeтapиaнцeв, пpи зaбoлeвaнияx ЖKT, кpoвoпoтepяx и гeльминтoзax. Недостаток кобальта влияет на: уровень витамина В12, нормальное функционирование нервной системы, приводит к дистрофии костной ткани, поражению слизистой оболочки желудка и к нарушениям нормального функционирования печени.

Печень, почки, рыба, яйца 10 мкг 30 мкг
Минеральные вещества / показатели (в сут.) Беременные (2-я половина) Кормящие (1—6 мес.) Кормящие (7—12 мес.)
Кальций, мг

300

400

400
Фосфор, мг

200

200

200

Фтор 50

50

50
Железо, мг

15

0

0

Цинк, мг

3

3

3
Йод, мкг

70

140

140

Медь, мг

0,1

0,4 0,4
Марганец, мг 0,2 0,8

0,8

Селен, мкг

10

10

10

Минеральные вещества / показатели
(в сут.)

Возрастные группы

0—3 мес.

4—6 мес.

7—12 мес.

от 1 года
до 2 лет

от 2 до
3 лет

от 3 до 7 лет

от 7 до 11 лет

от 11 до 14 лет

от 14 до 18 лет

мальчики

девочки

юноши

девушки

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Кальций, мг

400

500

600

800

900

1 100

1 200

Фосфор, мг

300

400

500

700

800

1 100

1 200

Магний, мг

55

60

70

80

200

250

300

300

400

400

Калий, мг

400

600

900

1 500

2 500

Натрий, мг

200

280

350

500

700

1 000

1 100

1 300

Хлориды, мг

300

450

550

800

1 100

1 700

1 900

2 300

Железо, мг

4,0

7,0

10,0

12,0

15,0

18,0

Цинк, мг

3,0

4,0

5,0

8,0

10,0

12,0

Йод, мг

0,06

0,07

0,10

0,12

0,13

0,15

Медь, мг

0,5

0,3

0,5

0,6

0,7

0,8

1,0

Селен, мг

0,01

0,012

0,015

0,02

0,03

0,04

0,05

Хром, мкг

11

15

25

35

Фтор, мг

1,0

1,0

1,2

1,4

2,0

3,0

4,0

4,0

* — Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к продукции (товарам), подлежащей санитарноэпидемиологическому надзору (контролю) (с изменениями на 10 ноября 2015 года), Приложение 5, Величины суточного потребления пищевых и биологически активных веществ для взрослых в составе специализированных пищевых продуктов (СПП) и БАД к пище (энергетическая ценность 10000 кДж или 2300 ккал).

** — Методических рекомендациях 2.3.1. РАЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации», МР 2.3.1.2432-08

К макроэлементам относятся азот, кислород, углерод, водород. Они составляют основу клеток и тканей, представлены различными соединениями. Водород и кислород составляют молекулу воды. Без кислорода невозможна жизнь. При отсутствии притока кислорода с кровью на протяжении 3 минут, человеческий мозг погибает.

Макроэлемент азот – важнейшая составляющая аминокислот, которые являются строительными кирпичиками белков. Все знают, что белок – наш строительный материал. Это наш мышечно-скелетный каркас. Все ферменты – белки. А без ферментов ни один физиологический процесс невозможен. Углерод присутствует в каждой клеточке.

Макроэлементы в организме человека играют чрезвычайно важную роль. Без достаточного присутствия калия нарушатся процессы свертывания крови. Без элемента калия невозможна работа сердечной мышцы, возможна остановка сердца.

Макроэлемент хлор чрезвычайно важен в поддержании кислотно-основного баланса крови (pH крови) и клеток. Благодаря натрию также происходят процессы возбуждения клетки, передача импульсов. Фосфор – важнейший элемент клеточных мембран. Он регулирует кальциевый обмен в организме.

Кальций – строительный материал костей. Без кальция невозможно мышечное сокращение. При недостатке его возникают мышечные спазмы, особенно, в ночное время. Кальций влияет на проницаемость сосудов. Магний – важнейший элемент многих физиологических процессов. При его недостатке возникают мышечные спазмы, нарушения в нормальной работе нервной системы.

Фосфор

Функции макро и микроэлементов

Макроэлементы содержатся в природе повсеместно: в почве, горных породах, растениях, живых организмах. Некоторые из них, такие, как азот, кислород и углерод, являются составными элементами земной атмосферы.

Рекомендуются к применению на достаточно увлажненных дерново-подзолистых, серых лесных почвах, а также на выщелоченных черноземах. Они способны обеспечить до половины от общей прибавки урожая, получаемой от полной минеральной подкормки (NPK).

Однокомпонентные азотные удобрения делят на несколько групп:

  1. Нитратные удобрения. Это соли азотной кислоты и селитры. Азот содержится в них в нитратной форме.
  2. Аммонийные и аммиачные удобрения: выпускают твердые и жидкие. Содержат азот в аммонийной и, соответственно, аммиачной форме.
  3. Аммонийно-нитратные удобрения. Это азот в аммонийной и нитратной форме. Пример – аммиачная селитра.
  4. Амидные удобрения. Азот в амидной форме. К ним относятся мочевина и карбамид.
  5. КАС. Это карбамид-амиачная селитра, водный раствор мочевины и аммиачной селитры.

Источник получения промышленных азотных удобрений – синтетический аммиак, образованный из молекулярного азота и воздуха.[5]

Рекомендуется к применению на почвах легкого гранулометрического состава, а также на всех прочих почвах с низким содержанием подвижного фосфора.

Фосфорные удобрения делят на несколько групп:

  1. Содержащие фосфор в водорастворимой форме – суперфосфаты простой и двойной. Фосфор удобрений данной группы легко доступен растениям.
  2. Содержащие фосфор, не растворимый в воде, но растворимый в слабых кислотах (в 2%-ной лимонной) и щелочном растворе цитрата аммония. К ним относятся томасшлак, преципитат, термофосфаты и другие. Фосфор доступен растениям.
  3. Содержащие фосфор, не растворимый в воде и плохо растворимый в слабых кислотах. Полностью фосфор данных соединений может растворяться только в сильных кислотах. Это костяная и фосфоритная мука. Считаются наиболее труднодоступными источниками фосфора для растений.

Основные источники получения фосфорных удобрений – природные фосфорсодержащие руды (апатиты и фосфориты). Кроме того, для получения этого вида удобрений используют богатые фосфором отходы металлургической промышленности (мартеновские шлаки, томасшлак).[5]

Применение этого вида удобрений рекомендовано на почвах с легким гранулометрическим составом, а также на торфянистых почвах с низким содержанием калия. На прочих почвах с высоким валовым запасом калия потребность в данных удобрениях возникает только при возделывании калиелюбивых культур. К ним относятся корнеплоды, клубнеплоды, силосные, овощные культуры, подсолнечник и прочие. Характерно, что эффективность калийных удобрений тем сильнее, чем выше обеспеченность растений прочими основными элементами питания.

Недостаток минеральных веществ в организме — симптомы

В результате соблюдения диеты, патологии в организме, возможно снижение содержания макроэлементов. К чему это приводит указано в таблице. Избыточное поступление в организм, либо сбой в регуляции обмена элементов, приводит к накоплению в органах и тканях.

Избыточное содержание макроэлемента кальция в организме приводит к его откладыванию в сосудах, что чревато повышением давления и ускоренным образованиям атеросклеротических бляшек. Откладывание в органах ведет к образованию очагов кальцинатов. Если этот очаг находится в головном мозге, то возможно развитие эпилептических приступов, галлюцинаций.

Для мускулатуры характерно снижение мышечного тонуса, что ведет, например к брадикардии. Характерно повышенное камнеобразование в желчном пузыре, мочевыводящей системе. А также характерно развитие гиперацидного гастрита. К подобным состояниям может привести, к примеру, злокачественное новообразование костной ткани, при котором в организме идет усиленно разрушение костной ткани.

Избыток магния возникает при передозировке витаминами, препаратами магния. Такие болезни, как онкология, миеломная болезнь, почечная недостаточность могут привести к избытку. При этом наблюдается заторможенность, вплоть до комы, аритмии, повышение давления.

В результате злоупотребления солью в организме может возникнуть гипернатриемия. Об этом можно догадаться при появлении отеков тела. А также к этому состоянию приводят заболевания почек и надпочечников. Повышение уровня элемента серы недостаточно изучено. Известно, что оно проявляется аллергическими высыпаниями, проблемами с ЖКТ.

Функции макро и микроэлементов

Гиперфосфатемия возможна в результате повышенного употребления белковых продуктов. Это чревато формированием камней в мочевыделительной и желчевыделительной системах, вымыванием макроэлемента кальция из костей, невропатией, анемией. Гиперхлоремия протекает образованием отеков, в более тяжелых случаях – повышение АД, нарушением сознания, комой, перебоями в работе сердца.

При здоровом питании, отсутствии ограничений в еде, человек обеспечивает себя всеми необходимыми элементами. Достаточно прислушаться к нему и дать то, что он требует.

Дефицит минералов способствует развитию таких состояний, как:

  • Потускнение, сечение и ухудшение здоровья волос, ногтей, кожи;
  • Организм становится более уязвимым к различным заболеваниям, прежде всего – инфекционного характера;
  • У детей наблюдается отставание в умственном развитии;
  • Отставание в росте ребенка;
  • У новорожденных могут наблюдаться различные врожденные патологии;
  • Бесплодие.

Питание для растений

Высокий урожай любой сельскохозяйственной культуры возможен только при условии полноценного и достаточного питания. Кроме света, тепла и воды, растениям необходимы питательные вещества. В состав растительных организмов входит более 70 химических элементов, из них 16 абсолютно необходимых – это органогены (углерод, водород, азот, кислород), зольные микроэлементы (фосфор, калий, кальций, магний, сера), а также железо и марганец.

Каждый элемент выполняет в растениях свои функции, и заменить один элемент другим совершенно невозможно.

в растения в основном поступают кислород, углерод и водород. На их долю приходится 93,5 % сухой массы, в том числе, на углерод – 45 %, на кислород – 42 %, на водород – 6,5 %.

  • Углерод поглощается из воздуха листьями растений и немного корнями из почвы в виде двуокиси углерода (CO2). Является основой состава всех органических соединений: жиров, белков, углеводов и прочих.
  • Водород потребляется в составе воды, крайне необходим для синтеза органических веществ.
  • Кислород поглощается листьями из воздуха, корнями из почвы, а также выделяется из состава других соединений. Необходим как для дыхания, так и для синтеза органических соединений.[7]

для растений элементами являются азот, фосфор и калий:

  • Азот – важнейший элемент для развития растений, а именно, для образования белковых веществ. Его содержание в белках варьирует от 15 до 19 %. Он входит в состав хлорофилла, а значит, участвует в фотосинтезе. Азот обнаруживается в ферментах – катализаторах различных процессов в организмах.[7]
  • Фосфор присутствует в составе ядер клеток, ферментов, фитина, витаминов и прочих не менее важных соединений. Участвует в процессах преобразования углеводов и азотосодержащих веществ. В растениях он содержится как в органической, так и в минеральной форме. Минеральные соединения – соли ортофосфорной кислоты – применяются при синтезе углеводов. Растения используют и органические фосфорные соединения (гексофосфаты, фосфатиды, нуклеопротеиды, сахарофосфаты, фитин).[7]
  • Калий играет важную роль в белковом и углеводном обмене, усиливает эффект от использования азота из аммиачных форм. Питание калием – мощный фактор развития отдельных органов растений. Этот элемент благоприятствует накоплению сахара в клеточном соке, что повышает устойчивость растений к неблагоприятным природным факторам в зимний период, способствует развитию сосудистых пучков и утолщает клетки.[7]

не менее важны для успешной жизнедеятельности растений. Их баланс влияет на множество важнейших процессов растения:

  • Сера входит в состав аминокислот – цистеина и метионина, играет важную роль как в белковом обмене, так и в окислительно-восстановительных процессах. Положительно влияет на образование хлорофилла, способствует образованию клубеньков на корневой части бобовых растений, а также клубеньковых бактерий, усваивающих азот из атмосферы.[7]
  • Кальций – участник углеводного и белкового обмена, оказывает положительное влияние на рост корней. Остро необходим для нормального питания растений. Известкование кислых почв кальцием обеспечивает повышение плодородия почвы.[7]
  • Магний участвует в фотосинтезе, его содержание в хлорофилле достигает 10 % от его общего содержания в зеленых частях растений. Потребность в магнии у растений неодинакова.[7]
  • Железо в состав хлорофилла не входит, однако участвует в окислительно-восстановительных процессах, крайне важных для образования хлорофилла. Играет большую роль в дыхании, поскольку является составной частью дыхательных ферментов. Оно необходимо как зеленым растениям, так и бесхлорофильным организмам.[7]

О дефиците того или иного макроэлемента в почве, а следовательно, и в растении отчетливо свидетельствуют внешние признаки. Чувствительность каждого вида растений к недостатку макроэлементов строго индивидуальна, однако имеются и некоторые схожие признаки. Например, при недостатке азота, фосфора, калия и магния страдают старые листья нижних ярусов, при нехватке кальция, серы и железа – молодые органы, свежие листья и точка роста.

Особенно отчетливо недостаток питания проявляется у высокоурожайных культур.

На состояние растений влияет не только недостаток, но и избыток макроэлементов. Он проявляется, прежде всего, в старых органах, и задерживает рост растений. Часто признаки недостатка и избытка одних и тех же элементов бывают несколько схожи.[6]

Функции макро и микроэлементов

Главный ответственный за питание корней элемент. Он участвует в реакциях фотосинтеза, регулирует обмен веществ в клетках, а также способствует росту новых побегов. Этот элемент особенно необходим для растений на стадии вегетации. При нехватке азота рост насаждений замедляется или останавливается вовсе, цвет листьев и стеблей становится бледнее.

Фосфор

Участвует в большинстве протекающих в растениях процессах. Обеспечивает нормальное развитие и функционирование корневой системы, образование крупных соцветий, способствует вызреванию плодов.

Нехватка фосфора негативно сказывается на цветении и процессе созревания. Цветки получаются мелкими, плоды часто с дефектами. Литья могут окрашиваться в красновато-коричневый оттенок. Если же фосфор в избытке, замедляется обмен веществ в клетках, растения становятся чувствительными к нехватке воды, они хуже усваивают такие питательные элементы, как железо, цинк и калий. В результате листья желтеют, опадают, срок жизни растения сокращается.

Процент калия в растениях больше по сравнению с кальцием и магнием. Этот элемент задействован в синтезировании крахмала, жиров, белков и сахарозы. Он защищает от обезвоживания, укрепляет ткани, предупреждает преждевременное увядания цветков, повышает сопротивляемость культур к различного рода патогенам.

Растения, обедненные калием, можно узнать по отмершим краям листьев, коричневым пятнам и куполообразной их форме. Это происходит вследствие нарушения процессов производства, накопления в зеленых частях насаждений продуктов распада, аминокислот и глюкозы. Если калий в избытке, наблюдается замедление всасывания растением азота.

Магний

Участвует в реакциях с образованием хлорофилла. Является одним из его составных элементов. Способствует синтезу фитинов, содержащихся в семенах и пектинов. Магний активизирует работу энзимов, при участии которых происходит образование углеводов, протеинов, жиров, органических кислот. Он участвует в транспорте питательных веществ, способствует более скорому вызреванию плодов, улучшению их качественных и количественных характеристик, повышению качества семян.

Если растения испытывают дефицит магния, их листья желтеют, так как молекулы хлорофилла разрушаются. Если недостаток магния своевременно не восполнить, растение начнет отмирать. Избыток магния у растений наблюдаются редко. Однако, если доза внесенных препаратов магния слишком большая, замедляется всасываемость кальция и калия.

Является составным элементов протеинов, витаминов, аминокислот цистина и метионина. Участвует в процессах образования хлорофилла. Растения, которые испытывают серное голодание, нередко заболевают хлорозом. Болезнь поражает главным образом молодые листья. Избыток серы приводит к пожелтению краев листьев, их подворачиванию вовнутрь. Впоследствии края обретают коричневый оттенок и отмирают. В некоторых случаях возможно окрашивание листьев в сиреневый оттенок.

Железо

Макро и микроэлементы в жизни растений

Является составным компонентом хлоропластов, участвует в производстве хлорофилла, обмене азота и серы, клеточном дыхании. Железо – необходимый компонент многих растительных ферментов. Этот тяжелый металл играет наиболее важную роль. Его содержание в растении достигает сотых долей процента. Неорганические соединения железа ускоряют биохимические реакции.

При дефиците этого элемента растения нередко заболевают хлорозом. Нарушаются дыхательные функции, ослабляются реакции фотосинтеза. Верхушечные листья постепенно бледнеют и усыхают.

Микро- и макроэлементы оказывают влияние друг на друга, в результате их биодоступность для флоры меняется. Переизбыток фосфора приводит к нехватке цинка и образованию фосфатов меди и железа – то есть недоступности этих металлов для растений. Переизбыток серы уменьшает усвояемость молибдена. Излишек марганца приводит к хлорозу, вызванного недостатком железа. Высокие концентрации меди приводят к нехватке железа. При дефиците B нарушается всасываемость кальция. И это только часть примеров!

Вот почему так важно для восполнения дефицита макро- и микроэлементов, использовать сбалансированные комплексы удобрений. Для различных сред существуют свои составы. Нельзя применять удобрение для почвы в гидропонике, ведь изначальные условия будут неодинаковы.

Почва – своеобразный буфер. В ней питательные вещества могут находиться до тех пор, пока не понадобятся растению. Почва сама регулирует уровень pH, тогда как в гидропонных системах показатели полностью зависят от человека и тех препаратов, которыми он насыщает питательный раствор.

При традиционном выращивании нельзя точно знать, сколько тех или иных микроэлементов содержится в земле, тогда как в гидропонике показатели pH и ЕС питательного раствора можно определить без труда – с помощью рН-метра и ЕС-метра. Выращивание в гидропонике более эффективно. Вместе с тем любой сбой здесь имеет более серьезные последствия для насаждений. Вот почему нужно выбирать удобрения внимательно.

Оптимальный комплекс макро- и микроэлементов, необходимых для питания растения, выращиваемого в земле, содержит комплект удобрений Bio-Grow Bio-Bloom. Препарат ускоряет рост цветов и культур, увеличивает урожайность.

Для растений, выращиваемых методом гидропоники рекомендуем выбрать комплект удобрений Flora Duo Grow HW Flora Duo Bloom производства Франция. Он имеет сбалансированный состав, который закрывает все потребности растений на протяжении всего жизненного цикла. Flora Duo Grow способствует ускоренному росту листьев и формированию сильных стеблей. Flora Duo Bloom содержит фосфор, который готовит насаждения к цветению и плодоношению.

Совместимость

Сочетание различных микро- и макроэлементов, а также витаминов может усиливать действие каждого из них (синергизм), или наоборот угнетать (антагонизм). В некоторых случаях данные вещества могут оказывать то или иной действие на организм без дополнительного влияния друг на друга.

Поэтому, в зависимости от состояния человека, врач или диетолог назначает конкретные дозы тех или иных витаминов и минералов.

Благотворное воздействие (синергизм)

Негативное воздействие (антагонизм)

  • Одновременный прием железа с медью блокируют усвоение организмом витамина В12;
  • Фосфор понижает активность в организме кальция;
  • Витамин В9 способствует ухудшению транспорта по организму цинка.
  • Повышенные дозы кальция, магния и цинка препятствуют усвоению железа.

Содержание макроэлементов в различных соединениях

  1. Местные калийсодержащие материалы. Это непромышленные калийсодержащие материалы: сырые калийные соли, кварц-глауконитовые пески, отходы алюминиевой и цементной продукции, растительная зола Однако использование этих источников неудобно. В районах с залежами калийсодержащих материалов их действие ослаблено, а дальняя транспортировка нерентабельна.
  2. Промышленные калийные удобрения. Получают в результате обработки калийных солей промышленными способами. К ним относятся хлористый калий, хлоркалий-электролит, калимагнезия, калимаг и другие.

Источник производства калийных удобрений – природные месторождения калийных солей.[5]

Основные функции микроэлементов и макроэлементов в организме

По составу подразделяют на:

  1. Простые – содержат только один питательный элемент. Это магнезит и дунит.
  2. Сложные – содержат два и более питательных элемента. К ним относятся азотно-магниевые (аммошенит или доломит-аммиачная селитра), фосфорно-магниевые (фосфат магниевый плавленый), калийно-магниевые (калимагнезия, полигалит карналлит), бормагниевые (борат магния), известково-магниевые (доломит), содержащие азот, фосфор и магний (магний-аммонийфосфат).

Источники производства магнийсодержащих удобрений – природные соединения. Некоторые используются непосредственно как источники магния, другие перерабатываются.[4]

Эффект от применения минеральных удобрений

включает в состав весь спектр необходимых для жизни растения микроэлементов: азота – 0,45 – 0, 83 %, фосфора – 0,19 – 0,28 %, калия 0,50 – 0,67%, кальция 0,18 – 0,40 %, магния 0,09 – 0,18 %, серы 0,06 – 0,15% от всего объема вещества, включая воду и органику.

содержит несколько больше макроэлементов: азота – 0,5 – 0,86%, фосфора – 0,26 – 0,47 %, калия – 0,59 – 0,60%.

Торф, в зависимости от вида, содержит от 0,1 до 3,3% различных макроэлементов.

Птичий помет, особенно куриный, является важным источником макроэлементов. Их содержание в нем для различных элементов колеблется от 0,2 до 2,4 %.

, в зависимости от вида подстилки, содержит азота от 1,6 до 2,22%, фосфора от 1,4 – 2,0%, калия от 0,62 – 0,78 %.

содержит в процентном соотношении несколько меньше макроэлементов. Однако это наиболее быстродействующее удобрение из числа органических. Содержание макроэлементов и других питательных веществ в ней различно. В среднем количество азота колеблется от 0,26-0,39 %, фосфора – 0,06 – 0, 12%, а калия – 0,36 – 0,58 %.

Минеральные удобрения повышают урожай сельскохозяйственных культур. Установлено, что каждый четвертый житель Земли питается продуктами, полученными при применении удобрений.

За счет применения удобрений урожай на дерново-подзолистых почвах повышается на 55 %, на серых лесных – на 28 %, а на черноземах – на 25 %.

Значение минеральных удобрений состоит также в том, что при их применении не только повышается урожайность, но и улучшается качество возделываемых культур.

ведет к повышению белка в зерне от 1 до 3 %.

увеличивают крахмалистость клубней картофеля, сахаристость корней корнеплодов, выход волокна у льна-долгунца.

Список-макро-эл

Власюк П.А. Биологические элементы в жизнедеятельности растений. Издательство «Наукова Думка», Киев, 1969

Глинка Н.Л. Общая химия. Учебник для ВУЗов. Изд: Л: Химия, 1985 г, с 731

Калинский А.А., Вильдфлуш И.Р., Ионас В.А. и др. –  Агрохимия в вопросах и ответах – Мн.: Урожай,1991. – 240 с.: ил.

Минеев В.Г. Агрохимия: Учебник.– 2-е издание, переработанное и дополненное.– М.: Издательство МГУ, Издательство «КолосС», 2004.– 720 с., [16] л. ил.: ил. – (Классический университетский учебник).

Муравин Э.А. Агрохимия. – М. КолосС, 2003.– 384 с.: ил. – (Учебники и учебные пособия для студентов средних учебных заведений).

Петров Б.А., Селиверстов Н.Ф. Минеральное питание растений. Справочное пособие для студентов и огородников. Екатеринбург, 1998. 79 с.

Соколовский А. А.; Унанянц Т.П. Краткий справочник по минеральным удобрениям. М., «Химия», 1977. – 376 с.

Энциклопедия для детей. Том 17. Химия. / Глав. ред. В.А. Володин. – М.: Аванта , 2000. – 640 с., ил.

Big Pile of Steaming Dung, by Karoly Lorentey, по лицензии CC BY

Fertilization, by K.A. Barbarick, Bugwood.org, по лицензии CC BY

Phosphorus deficiency in wheat, by CIMMYT, по лицензии CC BY-NC-SA

Phosphorus toxicity in wheat, by CIMMYT, по лицензии CC BY-NC-SA