Ультрамікроелементи для рослини

До ультрамікроелементів (або наноелементів) належать елементи, концентрація яких в організмі людини: 10^–6–10^–12%, добова норма споживання не перевищує 20 мкг.

Ультрамікроелементи, які через їхню надзвичайно малі кількості у тканинах часто називають наноелементами, є складною межею мінералогії рослин. При концентраціях нижче 10^–6% ці елементи часто виконують вузькоспеціалізовані ролі, виступаючи модуляторами ферментативної активності або стабілізаторами на молекулярному рівні. Їхня участь у гомеостазі та потенційна фітотоксичність підкреслюють складність елементної сукупності усіх молекулярних взаємодій рослини.

УЛЬТРАМІКРОЕЛЕМЕНТИ – берилій, вісмут, вольфрам, галій, золото, кадмій, миш’як, ртуть, свинець, срібло, сурма, талій, титан, цезій, цирконій та ін.:

• берилій гальмує проростання насіння та споживання кальцію і магнію корінням, викликає різноманітні ефекти при поглинанні фосфору та руйнує деякі білки та ензими;
• вольфрам здатний заміщувати молібден як у тварин, так і у рослинах, а також у складі бактерій, при цьому він інгібує активність молібден–залежних ферментів, наприклад, ксантиноксидази;
• вісмут бере участь вісмуту в регуляції фотосинтезу, проте остаточно цей факт не доведений. Деякі дані є і щодо антибактеріальної дії вісмуту в рослинах;
• галій, за деякими вказівками, відіграє роль в утилізації кисню в тканинах рослин;
• золото при потраплянні до судинної системи коренів рослин легко переноситься в надземну частину і спільно з натрієм, калієм та хлором відповідає за підтримання тургору клітин рослин. Існують відомості, що золото в нанокількостях обов’язково необхідне рослині для підтримання пружності клітинних оболонок рослин;
• кадмій – для рослинного організму, як і для організму людини, дуже токсичний. Токсичність кадмію для рослин пояснюється його близькістю за хімічними властивостями до цинку і заміщенням його у багатьох біохімічних процесах, що призводить до порушення активності ферментів, які беруть участь у білковому, нуклеїновому та інших обмінах, до гальмування фотосинтезу, порушення транспірації та фіксації вуглекислого газу, тощо;
• миш’як у вигляді арсенатів відіграє важливу роль в агробіологічних процесах. Відзначено, що невеликі кількості його стимулюють ріст і розвиток рослин;
• ртуть в рослинних організмах викликає інгібування клітинного дихання, фотосинтезу, утворення хлорофілу, газообміну, зниження ферментативної активності. Ключова реакція, що пояснює порушення метаболічних процесів, – взаємодія ртуті з сульфгідрильними групами амінокислот;
• свинець в невеликих концентраціях здатні чинити позитивний вплив на вміст у листі ячменю та вівса хлорофілу та на інтенсивність фотосинтезу;
• срібло захищає рослини від грибкових, вірусних та мікробних захворювань. Бактерицидна, фунгіцидна, віруліцидна дія срібла в рослинах пояснюється тим, що його іони проникають всередину клітини-винуватця захворювання і блокують її ферменти;
• стибій (сурма) за своєю поведінкою в рослинному організмі, як і організмі людини, сурма подібна до миш’яку: вона взаємодіє з тіоловими групами білків і, можливо, бере участь у деяких ферментативних реакціях як конкурент життєво важливих метаболітів;
• талій за хімічною поведінкою в рослинному організмі близький до калію і є його конкурентом за зв’язування з сірковмісними групами, при підвищених концентраціях талій призводить до порушення активності ферментних систем, процесів дихання та фотосинтезу;
• титан має можливість каталізувати фіксацію азоту симбіотичними мікроорганізмами, при фотоокисненні сполук азоту у вищих рослин, а також у деяких процесах фотосинтезу;
• цезій не входить до числа основних компонентів рослинних тканин. Цезій відносно легко поглинається рослинами, однак його абсорбція в коренях, очевидно, конкурує з абсорбцією калію. Він може частково заміщати позиції калію в сполуках, але не може замінити його в процесах метаболізму. За своїми фізіологічними властивостями цезій подібний до рубідію;
• цирконій в рослинному організмі проявляє велику спорідненість до фосфатних груп і активних центрів у молекулах АДФ і АТФ та має здатність руйнувати деякі білки та ензими. Є дані, що цирконій стимулює утворення коренів пагонами і, таким чином, стимулює вкорінення пагонів.