Устранить отрицательное влияние избыточности одного элемента можно путем увеличения концентраций других элементов в субстрате.
С удобрениями в почву могут поступать большие количества загрязняющих элементов, часто в несбалансированных соотношениях (табл. 164). Поэтому необходимо тщательно контролировать поступление удобрений в почву.
| 164. Содержание микроэлементов в дождевых водах и растениях (Ruppert, 1975),мг/кг | |||
|---|---|---|---|
| Элемент | Дождевая вода | Удобрения | Сухие растения |
| Ag | 2,9-31,8 | 50 | 0,06 |
| А1 | 56700-70500 | — | 500 |
| Ва | 900-1690 | 250 | 14 |
| Bi | 0,6-1,9 | 0,01 | 0,06 |
| Са | 17800-29500 | 400000 | 18000 |
| Cd | 0,7-8,3 | 1 | 0,6 |
| Cl | — | — | 2000 |
| Cr | 380-1300 | 200 | 0,23 |
| Си | 150-990 | 5 | 14 |
| Fe | 55500-102000 | 20000 | 140 |
| Hg | 40-87 | 0,05 | 0,02 |
| К | 18300-23200 | 400000 | 14000 |
| Li | 28-76 | 30 | 0,1 |
| Mg | 12200-19800 | 50000 | 3200 |
| Mn | 730-990 | 500 | 630 |
| Mo | 9-34 | 4 | 0,9 |
| Na | 9700-13800 | 250000 | 1200 |
| Ni | 125-193 | 10 | 3 |
| P | 2900-12300 | 200000 | 2300 |
| Pb | 750-2610 | 100 | 2,7 |
| Rb | 78-104 | 150 | 20 |
| S | — | 240000 | 3400 |
| Si | 284000-313000 | — | 500 |
| Ti | 7700-10200 | 600 | 1 |
| T1 | 0,20-0,56 | 0,2 | — |
| V | 152-272 | 40 | 1,6 |
| Zn | 600-2120 | 150 | 100 |
Есть данные о повышении содержания меди в почве при внесении NPK и навоза (в 1,5—2,0 раза). При этом происходит изменение микроэлементного состава овощных растений. При подборе удобрений необходимо учитывать их влияние на биологическую и пищевую ценность растительной продукции.
В настоящее время механизм токсичного влияния тяжелых металлов на растения и генотипической адаптации видов к их действию исследуется. Металлы способны стимулировать рост и синтез отдельных соединений (углеводов, белков, жиров и др.). К сожалению, наблюдаемый эффект объясняется, вероятнее всего, не тем, что элемент необходим растению, а стимулирующей интоксикацией организма под действием микродоз этих веществ.
У тяжелых металлов — протоплазматических ядов — очень узкий оптимальный и безвредный интервал концентрации, в чем заключается опасность. Токсичность их возрастает по мере увеличения атомной массы и может проявляться по-разному. Например, ртуть, свинец, медь, бериллий, кадмий, серебро ингибируют главным образом щелочную фосфатазу, каталазу, оксидазу, рибо-нуклеазу. Алюминий, железо, барий образуют преципитаты и хелатированные комплексы с метаболитами, препятствуя их дальнейшему участию в обмене веществ, способствуют деградации важнейших метаболитов (АТФ). Кадмий, медь, железо могут вызывать разрыв клеточных мембран и т. д.
Цинк, кадмий, свинец на 50 % инактивируют большинство ферментов при концентрациях 10_6 — 10~9 М, медь —при концентрации 10~6 — 10~9 М за счет денатурации белков. Повреждение ферментов — главный фактор токсичного действия тяжелых металлов. Получение металлоустойчивых ферментов за счет изменения их молекулярных свойств — один из механизмов адаптации у растений устойчивой популяции. Другой механизм устойчивости растений к воздействию тяжелых металлов — ограничение поступления их из корней в надземные органы, т. е. иммобилизация их корнями.
При высокой концентрации меди в среде (300—500 мкг/л) она накапливается в тканях зародышевого корня и содержится в незначительных количествах даже в узловых корнях, что способствует вегетации однодольных растений на загрязненных тяжелыми металлами почвах.
Накопление биологически активных веществ в лекарственных растениях зависит от геохимических факторов среды. Это позволяет выбирать районы заготовок лекарственных растений с учетом их фармакологического действия. Чем больше в почве усвояемых марганца и молибдена, тем больше кардиостероидов, или «сердечных» гликозидов, накапливается в растениях рода наперстянковых.