Роль микроэлементов в жизни растений. Марганец⁠⁠

Основными питательными элементами для растений являются азот, фосфор и калий, а также кальций, сера и магний (эту вторую тройку иногда называют мезоэлементами).

Важность для растений других элементов впервые обнаружил французский ученый Виктор Ролен. В 60-х годах 19 века он выявил положительное влияние марганца и цинка на рост плесневых грибов. Вскоре Климент Аркадьевич Тимирязев обнаружил влияние микроэлементов и на рост высших растений. Тимирязев выявил влияние цинка на рост и развитие кукурузы и показал, что цинк участвует в процессе фотосинтеза. Далее Тимирязев утверждал, на основе своих опытов, что хлороз растений может быть излечен при помощи цинка.

Удивительно, но после открытий Ролена и Тимирязева на протяжении примерно четверти века  новых исследований в этой области почти не проводилось. И только в 1897 году французский биохимик Габриэль Бертран проводит исследования с марганцем, в которых выясняет одну из наиболее важных функций этого элемента - его участие в окислительных процессах. Бертран впервые высказал предположение, что микроэлементы могут быть составной частью растительных ферментов. Это было блестящим научным предвидением и вскоре было подтверждено.

В 1905 году Бертран сообщает о своих опытах по удобрению овса марганцем, показавших значительное увеличение урожая. В 1913 году Федор Васильевич Чириков, внося хлористый марганец в питательный раствор, обнаружил повышение урожая пшеницы в 4 раза.

Болезнь овса — серая пятнистость. Вызывается марганцевой недостаточностью.

Серая пятнистость овса — весьма распространенное заболевание этого растения. Его причиной является марганцевая недостаточность, это было установлено в работах Г. Самуэля и К. Пайпера в 1928-29 годах. Болезнь приводит к подсыханию и перегибанию листьев и, как итог, к значительному снижению урожая. Любопытно, что некоторые исследователи, задолго до работ вышеназванных товарищей, смогли излечить серую пятнистость овса внесением марганца, но, вопреки таким замечательным результатам, пришли к выводу, что болезнь не зависит от недостатка марганца. Это было связано с господствовавшим в то время представлением о том, что марганец всего лишь стимулятор, "раздражитель плазмы" (по выражению Ф. Чирикова) и не является необходимым элементом для питания растений. Необходимость марганца, как питательного элемента для растений, была установлена лишь в 20-е годы прошлого века.

Также из-за недостатка марганца возникают пятнистости и других злаков (пшеница, ячмень, рожь, кукуруза), болезни сахарной свеклы, гороха, хлорозы плодовых деревьев и т.д.

В 1947 году опубликована работа Ивана Владимировича Мичурина, в которой он рассказал об удивительном влиянии марганца на рост и развитие гибридных сеянцев миндаля. Марганец способствовал "чудовищному" (по выражению самого Мичурина) ускорению развития растения, сократив срок наступления первого плодоношения на целых шесть лет.

Растения, накапливающие большое количество марганца, называются манганофилы. К манганофилам относятся все хвойные деревья, дуб, черника, брусника, клюква, чай, гранат, миндаль, грецкий орех, хурма...(как уже нетрудно догадаться, это те растения, которые содержат значительное количество дубильных веществ). Чайный куст — это, пожалуй, самый большой любитель марганца, способный без последствий переносить очень высокие концентрации этого элемента и сильно "страдающий" при его нехватке.

Важную роль играет марганец в процессах фотосинтеза, дыхания растений и обмена веществ.

Эффективность марганца повышается при одновременном внесении с фосфорными удобрениями. Фосфор, как известно, элемент в почве малоподвижный и посему труднодоступный для растений. Марганец способствует большей подвижности фосфора в почве и повышению активности почвенных микроорганизмов. Также марганец способствует поступлению в растения азота, калия и магния, но не "дружит" с железом.

Избыток марганца не менее губителен для растений, чем его недостаток. Это приводит к уменьшению листьев, ломкости стеблей, нарушениям цветения и плодообразования и к тем же хлорозам (как и при дефиците марганца). Избыток марганца сильнее проявляется на кислых почвах и при высокой влажности. При избытке марганца происходит уменьшение скорости фотосинтеза и содержания хлорофилла в растениях.