Рівняння реакції сірки із кальцієм. Макроелементи для рослин: азот, фосфор, калій, кальцій, сірка, залізо, магній

По відношенню до кальцію рослини поділяються на три групи: кальцієфіли, кальцієфоби та нейтральні види. Вміст кальцію у рослинах становить 0,5 - 1,5% від маси сухої речовини, але у зрілих тканинах кальціофільних рослин може досягати 10%. Надземні частини нагромаджують на одиницю маси більше кальцію, ніж коріння.

Хімічні властивості кальцію такі, що він легко утворює досить міцні та водночас лабільні комплекси з кисневими сполуками макромолекул. Кальцій може пов'язувати внутрішньомолекулярні сайти білків, призводячи до зміни конформації, і утворювати містки між комплексними сполуками ліпідів і білків у мембрані або пектиновими сполуками клітинної стінки, забезпечуючи стабільність цих структур. Тому відповідно при дефіциті кальцію різко зростає плинність мембран, також порушуються процеси мембранного транспорту та біоелектрогенезу, гальмуються розподіл та розтяг клітин, припиняються процеси коренеутворення. Нестача кальцію призводить до набухання пектинових речовин та порушення структури клітинних стінок. На плодах з'являються некрози. Листові пластинки при цьому викривляються і скручуються, кінчики та краї листя на початку біліють, а потім чорніють. Коріння, листя та окремі ділянки стебла загнивають та відмирають. Від нестачі кальцію страждають насамперед молоді меристематичні тканини та коренева система.

Іонам Са 2+ належить важлива роль у регулюванні поглинання іонів клітинами рослин. Надлишковий вміст багатьох токсичних для рослини катіонів (алюмінію, марганцю, заліза та ін) може нейтралізуватися за рахунок зв'язування з клітинною стінкою і витіснення з неї іонів Са 2+ в розчин.

Кальцій має значення у процесах клітинної сигналізації як вторинний посередник. Іони Са 2+ мають універсальну здатність у проведенні різних сигналів, що надають на клітину первинний вплив, - гормонів, патогенів, світла, гравітаційних і стресових впливів. Особливість передачі в клітині з допомогою іонів Са 2+ полягає у хвильовому способі передачі сигналу. Са-хвилі та Са-осциляції, що ініціюються в певних ділянках клітин, є основою кальцієвої сигналізації у рослинних організмів.

Дуже чутливий до зміни вмісту цитозольного цитоскелету кальцію. Локальні зміни концентрації іонів Са 2+ у цитоплазмі відіграють надзвичайно важливу роль у процесах складання (і розбирання) актинових та проміжних філаментів, в організації кортикальних мікротрубочок. Кальцій-залежне функціонування цитоскелета має місце в таких процесах, як циклоз, рух джгутиків, клітинний поділ, полярне зростання клітин.

Сірка входить до основних поживних елементів, необхідні життя рослини. Її вміст у рослинних тканинах відносно невеликий і становить 0,2 - 1,0% у розрахунку на суху масу. Надходить сірка в рослини тільки в окисленій формі - у вигляді сульфат-іону. Сірка міститься в рослинах у двох формах - окисленій та відновленій. Основна частина поглиненого корінням сульфату переміщається в надземну частину рослини по судинах ксілеми до молодих тканин, де він інтенсивно включається в обмін речовин. Потрапляючи до цитоплазми, сульфат відновлюється з утворенням сульфгідрильних груп орагнічних сполук (R-SH). З листя сульфат і відновлені форми сірки можуть переміщатися як акропетально, так і базипетально в частини рослини, що зростають, і в запасаючі органи. У насінні сірка знаходиться переважно в органічній формі. Частка сульфату мінімальна в молодому листі і різко зростає при їх старінні у зв'язку з деградацією білків. Сірка, як і кальцій, не здатна до реутилізації і тому накопичується у старих тканинах рослини.

Сульфгідрильні групи входять до складу амінокислот, ліпідів, коферменту А та деяких інших сполук. Потреба в сірці особливо висока у рослин, багатих на білки, наприклад у бобових рослин і у представників сімейства хрестоцвітих, які у великих кількостях синтезують сірковмісні гірчичні масла. Вона входить до складу амінокислот цистеїну та метіоніну, які можуть перебувати як у вільному вигляді, так і у складі білків.

Одна з основних функцій сірки пов'язана з формуванням третинної структури білків за рахунок ковалентних зв'язків дисульфідних містків, що утворюються між залишками цистеїну. Вона входить до складу низки вітамінів (ліпоєвої кислоти, біотину, тіаміну). Ще одна важлива функція сірки полягає у підтримці певної величини окисно-відновного потенціалу клітини за допомогою оборотних перетворень:

Недостатнє постачання рослин сіркою гальмує синтез білків, знижує інтенсивність фотосинтезу, швидкість ростових процесів. Зовнішніми симптомами дефіциту сірки є бліде і пожовкле листя, що проявляється спочатку у наймолодших пагонів.

Магній за вмістом у рослинах займає четверте місце після калію, азоту та кальцію. У вищих рослин середній вміст у розрахунку суху масу 0,02 - 3,1%, у водоростей 3,0 - 3,5%. Особливо багато його в молодих клітинах, генеративних органах і тканинах, що запасають. Нагромадженню магнію в тканинах, що ростуть, сприяє його порівняно висока рухливість у рослині, що дозволяє реутилізувати цей катіон зі старіючих органів. Однак ступінь реутилізації магнію значно нижчий, ніж азоту, фосфору та калію, оскільки частина його утворює нерозчинні та не здатні до переміщення по рослині оксалати та пектати.

У насінні більшість магнію знаходиться, у складі фітину. Близько 10-15% Mg входить до складу хлорофілу. Ця функція магнію є унікальною, і ніякий інший елемент не може замінити його в молекулі хлорофілу. Участь магнію обміну речовин рослинної клітини пов'язані з його здатністю регулювати роботу низки ферментів. Магній є кофактором багатьох. ферментів, що каталізують перенесення фосфатних груп, необхідний роботи багатьох їх ферментів гліколізу і циклу Кребса, і навіть спиртового і молочнокислого бродіння. Магній у концентрації не менше 0.5 мМ потрібний для формування рибосом та полісом, активації амінокислот та синтезу білків. При підвищенні концентрації магнію в рослинних клітинах активуються ферменти, що беруть участь у метаболізмі фосфату, що призводить до зростання вмісту в тканинах органічних та неорганічних форм фосфорних сполук.

Магнієве голодування рослини відчувають в основному на піщаних та підзолистих ґрунтах. Недолік його в першу чергу позначається на фосфорному обміні і відповідно на енергетиці рослини, навіть якщо фосфати достатньої кількості є в поживному субстраті. Дефіцит магнію також гальмує перетворення моносахаридів на полісахариди і викликає серйозні порушення у процесах синтезу білка. Магнієве голодування призводить до порушення структури пластид – грани злипаються, ламели строми розриваються і не утворюють єдиної структури, натомість з'являється багато везикул.

Зовнішнім симптомом дефіциту магнію є міжжилковий хлороз, пов'язаний із появою плям і смуг світло-зеленого, а потім жовтого кольору між зеленими жилками листка. Краї листових пластинок при цьому набуде жовтого, помаранчевого, червоного або темно-червоного кольору. Ознаки магнієвого голодування спочатку проявляються на старому листі, а потім поширюються на молоде листя і органи рослини, причому зони листа, що прилягають до судин, довше залишаються зеленими.

Зі зростанням урожайності зростає важливість забезпечення полів достатньою кількістю кожного із 17 необхідних елементів живлення. Зокрема, через низку факторів зросла потреба в кальції, магнії та сірці. У зв'язку з цим розміщуємо рекомендації американських консультантів щодо внесення мезоелементів.

Внесення добрив, які не містять мезоелементів.Зазвичай добрива проводиться добривами, які містять магнію чи сірки: диаммонийфосфат, карбамідом, нітратом амонію, азотом, фосфором чи хлоридом калію. Через це виникає дефіцит сірки чи магнію. У цих добривах і в моноаммонійфосфаті і безводному аміаку зовсім міститься ні кальцію, ні магнію, ні сірки. Серед усіх поширених добрив тільки потрійний суперфосфат містить 14% кальцію і зовсім не містить магнію, ні сірки.

Зростання врожайності.За останнє десятиліття врожайність суттєво зросла. Кукурудза, що дає по 12,5 т/га, використовує 70 кг/га магнію та 37 кг/га сірки. Для порівняння: за врожайності 7,5 т/га магнію виноситься 33 кг/га, а сірки – 22 кг/га.

Зменшення обсягів використання сірковмісних пестицидів.Раніше фермери могли розраховувати на таке джерело сірки, як інсектициди та фунгіциди. Зараз багато хто з цих пестицидів замінив препаратами, які не містять сірки.

Обмеження викидів у повітря.У США обмежують викиди металургійних печей та електростанцій. У багатьох інших країнах знизилися обсяги викидів в атмосферу сірки внаслідок спалювання газу в побутових та промислових казанах. До того ж у сучасних автомобілях каталітичні конвертори абсорбують сірку, яка раніше разом із вихлопами потрапляла в атмосферу. Всі ці фактори знизили повернення сірки у ґрунт разом із дощами.

Винос мезоелементів із урожаєм, кг/га

Кальцій

Кальцію приділяється недостатня увага при складанні схем добрива багатьох високоврожайних та плодових культур. Виняток становлять помідори та арахіс, при вирощуванні яких просто необхідне гарне кальцієве харчування.

У ґрунті кальцій заміщає іони водню на поверхні частинок ґрунту, коли з метою зниження кислотності вноситься вапно. Він необхідний для мікроорганізмів, які переробляють пожнивні залишки в органічну речовину, виділяють поживні елементи та покращують структуру ґрунту та водоутримуючу здатність. Кальцій допомагає заробити азотофіксуючим бульбочковим бактеріям.

Функції кальцію в рослині:

кальцій поряд з магнієм та калієм допомагає нейтралізувати органічні кислоти, що утворюються в результаті клітинного метаболізму в рослинах;

покращує абсорбцію інших поживних елементів корінням та їх транспорт рослиною;

активує низку ензимних систем, що регулюють зростання рослини;

допомагає перетворенню нітратного азоту на форми, необхідні формування протеїнів;

необхідний для формування клітинних стінок та нормального поділу клітин;

покращує стійкість до хвороб.

Дефіцит кальцію

Дефіцит кальцію найчастіше виникає на кислих, піщаних ґрунтах внаслідок вимивання дощем чи поливними водами. Він нехарактерний для ґрунтів, де внесено достатньо вапна з метою оптимізації рівня рН. У міру зростання кислотності ґрунту зростання рослин ускладнюється внаслідок зростання концентрації токсичних елементів - алюмінію та/або марганцю, але не через нестачу кальцію. Аналіз ґрунту та достатнє вапнування – найкращий спосіб уникнути подібних проблем.

Дефіциту кальцію можна уникнути, регулярно проводячи аналіз ґрунту та коригування кислотності шляхом внесення оптимальних доз вапна. Необхідно дотримуватися збалансованого внесення кальцію, магнію та калію. Між цими елементами існує антагонізм: передозування одного призводить до дефіциту чи нейтралізації іншого. Крім того, кальцій потрібно вносити не просто так, а у певні фази з метою забезпечення певних функцій рослини.

Джерела кальцію

Хороше вапнування ефективно забезпечує кальцієм більшість культур. Високоякісне кальцитне вапно ефективне, коли потрібна корекція рівня рН. Коли спостерігається також дефіцит магнію, можна вносити доломітні вапняки або вапняки кальцитові разом з таким джерелом магнію як калійно-магнієвий сульфат. Гіпс (сульфат кальцію) є джерелом кальцію за відповідного рівня рН.

Основні джерела кальцію

Магній

Для зростання рослин потрібна енергія. Пшениці та інших культур магній необхідний забезпечення фотосинтезу. Магній – необхідний компонент молекул хлорофілу: кожна молекула містить 6,7% магнію.

Також магній виступає транспортером фосфору у рослині. Це необхідно для поділу клітин та утворення протеїнів. Поглинання фосфору неможливе без магнію, і навпаки. Таким чином, магній необхідний для метаболізму фосфатів, дихання рослин та активації низки ензимних систем.

Магній у ґрунті

Земна кора містить 1,9% магнію, переважно у формі магнійсодержащих мінералів. З поступовим вивітрюванням цих мінералів частина магнію стає доступною для рослин. Запаси доступного магнію у ґрунті місцями вичерпуються або вичерпані внаслідок вимивання, поглинання рослинами та хімічних реакцій обміну.

Доступність магнію рослин часто залежить від рН грунту. Дослідження показали, що доступність магнію для рослин знижується за низьких значень рН. На кислих ґрунтах з рН менше 5,8 надлишок водню та алюмінію впливають на доступність магнію та поглинання його рослинами. При високому рН (більше 7,4) надлишок кальцію може перешкоджати поглинанню магнію рослинами.

Піщані грунти з низькою ємністю катіонного обміну мають низьку здатність до забезпечення рослин магнієм. Внесення вапна з високим вмістом кальцію може загострювати дефіцит магнію, активізуючи зростання рослин та збільшуючи потребу в магнії. Високі норми внесення амонію та калію можуть порушити баланс харчування за рахунок ефекту конкуренції іонів. Межею, нижче за який вміст обмінного магнію вважається низьким, а внесення магнію виправданим, є 25-50 частинок на мільйон або 55-110 кг/га.

Для ґрунтів з ємністю катіонного обміну більше 5 мг-екв на 100 г необхідно підтримувати співвідношення кальцію до магнію в ґрунті на рівні приблизно 10: 1. Для піщаних ґрунтів з ємністю катіонного обміну 5 мг-екв і менше слід підтримувати співвідношення кальцію до магнію приблизно на рівні 5:1.

Як компенсувати дефіцит магнію

Якщо листовий аналіз виявив дефіцит магнію у рослині, що вегетує, його може компенсувати надходження магнію в розчинній формі разом з дощовою або поливною водою. Це робить магній доступним для кореневої системи та поглинанням рослинами. Невеликі дози магнію можуть бути внесені через лист з метою корекції вмісту цього елемента або запобігання його дефіциту. Але краще вносити магній у ґрунт до посіву або до початку активного зростання культури.

Джерела магнію

Сірка

Сірка у ґрунті

Джерелом сірки для рослин у ґрунті виступають органічна речовина та мінерали, але часто їх недостатньо або вони знаходяться у недоступній для високоврожайних культур формі. Більшість сірки в ґрунті пов'язано в органічній речовині і недоступне для рослин, поки її не перетворять на сульфатну форму ґрунтові бактерії. Цей процес називається мінералізацією.

Сульфати такі ж мобільні у ґрунті, як і азот у нітратній формі, і в деяких типах ґрунтів можуть вимиватися з кореневої зони інтенсивними опадами або поливами. Сульфати можуть переміщатися назад до поверхні ґрунту з випаровуванням води, за винятком піщаних ґрунтів або ґрунтів грубого механічного складу, де капілярні пори порушені. Мобільність сульфатної сірки ускладнює вимірювання її вмісту при аналізі ґрунту та використання таких аналізів для прогнозування потреби у внесенні сірки.

Сірка більшою мірою міститься глинистими частинками ґрунту, ніж нітратний азот. Інтенсивні дощі провесною можуть вимити сірку з верхнього шару грунту і зв'язати в нижньому, якщо верхній шар піщаний, а нижній - глинистий. Тому культури, які ростуть на таких ґрунтах, можуть показувати симптоми дефіциту сірки на ранніх стадіях вегетації, але в міру проникнення коріння у нижні шари ґрунту цей дефіцит може пройти. На ґрунтах, піщаних по всьому профілю, з невеликим глинистим прошарком або взагалі без нього, культури добре відгукнуться на внесення сірки.

Сірка в рослинах

Сірка - частина кожної живої клітини і необхідна для синтезу певних амінокислот (цистеїну та метіоніну) та білків. Сірка також важлива для фотосинтезу та зимостійкості культур. Крім того, сірка важлива для процесу перетворення нітратного азоту на амінокислоти.

Дефіцит сірки

При візуальному аналізі дефіцит сірки часто плутають із дефіцитом азоту. В обох випадках спостерігається відставання рослин у рості, що супроводжується загальним пожовтінням листя. Сірка в рослині нерухома і не переміщається зі старих до молодого листя. При дефіциті сірки першими часто жовтіють молоді листки, тоді як при дефіциті азоту – старі. Якщо дефіцит не дуже гострий, його симптоми можуть не виявлятися візуально.

Найнадійніший спосіб діагностики дефіциту сірки - аналіз зразків рослин зміст як сірки, і азоту. Нормальний вміст сірки у тканинах рослинах більшості культур коливається не більше від 0,2 до 0,5%. Оптимальний рівень співвідношення між азотом і сіркою – від 7: 1 до 15: 1. Якщо співвідношення виходить за вищевказані межі, це може сигналізувати про дефіцит сірки, але для точного діагнозу слід розглядати цей показник у комплексі з абсолютними показниками вмісту азоту та сірки.

В умовах дефіциту сірки може накопичуватися азот у нітратній формі. Накопичення нітратів у рослині може перешкоджати формуванню насіння деяких культур, таких як ріпак. Тому збалансування вмісту сірки з вмістом азоту є важливим для здоров'я рослин.

Такі культури, як люцерна або кукурудза, що дають високий урожай сухої речовини, потребують максимальних доз сірки. Також картопля і багато овочевих культур потребують сірки у великих кількостях і плодоносять краще при внесенні добрив, що містять сірку. Без збалансованого харчування по сірці культури, які одержують високі дози азотних добрив, можуть страждати від дефіциту сірки.

Джерела сірки

Іноді значну кількість сірки може містити поливна вода. Наприклад, коли в зрошувальній воді вміст сульфатної сірки перевищує 5 частинок на мільйон, немає передумов для виникнення дефіциту сірки. Більшість добрив, що містять сірки, - це сульфати, які мають ступінь водорозчинності від середньої до високої. Найважливішим джерелом нерозчинної у воді сірки є елементарна сірка, яка може бути окислена до сульфатів під дією мікроорганізмів перед тим, як буде використана рослинами. Окислення проходить тоді, коли грунт теплий, має відповідну вологість, аерацію та розмір частинок сірки. Елементарна сірка добре засвоюється ґрунтом, а потім – культурами.

Джерела сірки

ВИЗНАЧЕННЯ

Сульфід кальцію– середня сіль, утворена сильною основою – гідроксидом кальцію (Ca(OH) 2) та слабкою кислотою – сірководневою (H 2 S). Формула - CaS.

Молярна маса – 72г/моль. Являє собою порошок білого кольору, який добре поглинає вологу.

Гідроліз сульфіду кальцію

Гідролізується аніоном. Характер середовища – лужний. Теоретично можливий другий ступінь. Рівняння гідролізу виглядає так:

Перший ступінь:

CaS ↔ Ca 2+ + S 2- (дисоціація солі);

S 2- + HOH ↔ HS - + OH - (гідроліз по аніону);

Ca 2+ + S 2- + HOH ↔ HS - + Ca 2+ + OH - (рівняння в іонній формі);

2CaS +2H 2 O ↔ Ca(HS) 2 + Ca(OH) 2 ↓ (рівняння в молекулярній формі).

Другий ступінь:

Ca(HS) 2 ↔ Ca 2+ +2HS - (дисоціація солі);

HS - + HOH ↔H 2 S + OH - (гідроліз по аніону);

Ca 2+ + 2HS - + HOH ↔ H 2 S + Ca 2+ + OH - (рівняння в іонній формі);

Ca(HS) 2 + 2H 2 O ↔ 2H 2 S + Ca(OH) 2 ↓(рівняння у молекулярній формі).

Приклади розв'язання задач

ПРИКЛАД 1

ПРИКЛАД 2

У давнину люди використовували сполуки кальцію для будівництва. Здебільшого це був карбонат кальцію, що у гірських породах, чи продукт його випалення - вапно. Також використовувався мармур та гіпс. Раніше вчені вважали, що вапно, що є оксидом кальцію, - це проста речовина. Ця хибна думка існувала аж до кінця XVIII століття, поки свої припущення з приводу цієї речовини не висловив Антуан Лавуазьє.

На початку XIX століття англійський вчений Хемпфрі Деві за допомогою електролізу відкрив кальцій у чистому вигляді. Причому отримав він амальгаму кальцію з гашеного вапна та оксиду ртуті. Потім відігнавши ртуть, він одержав металевий кальцій.

Реакція кальцію з водою проходить бурхливо, але не супроводжується спалахом. За рахунок рясного виділення водню платівка з кальцієм переміщатиметься по воді. Також утворюється речовина – гідроксид кальцію. Якщо до рідини додати фенолфталеїн, вона забарвиться в яскраво-малиновий колір - отже, Ca(OH)₂ є основою.

Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂↓ + H₂

Реакція кальцію із киснем

Дуже цікава реакція Ca та O₂, проте досвід не можна виконувати в домашніх умовах, оскільки він дуже небезпечний.

Розглянемо реакцію кальцію з киснем, саме горіння цієї речовини на повітрі.

Увага! Не намагайтеся повторити цей досвід самостійно!ви знайдете безпечні досліди з хімії, які можна проводити вдома.

Як джерело кисню візьмемо нітрат калію KNO₃. Якщо кальцій зберігався в гасової рідини, перед досвідом його потрібно очистити за допомогою пальника, потримавши над полум'ям. Далі кальцій опускають у порошок KNO₃. Потім кальцій з нітратом калію потрібно помістити у полум'я пальника. Відбувається реакція розкладання нітрату калію на нітрит і кисень. Кисень, що виділяється, підпалює кальцій, і полум'я забарвлюється в червоний колір.

KNO₃ → KNO₂ + O₂

2Ca + O₂ → 2CaO

Варто зазначити, що кальцій реагує з деякими елементами тільки при нагріванні, до них відносяться: сірка, бор, азот та інші.

Макроелементами називають елементи, які можуть входить до складу рослини в цілих відсотках або в десятих частках відсоток. До них можна віднести фосфор, азот, катіони – калію, сірку, кальцій, магній, при цьому залізо є проміжним елементом між мікро та макроелементами.

Елемент добре засвоюється рослиною з амонію та солей азотної кислоти. Він є головним елементом живлення коренів, тому що входить до складу білків у живих клітинах. Молекула білка має складну будову, з неї будується протоплазма, вміст азоту коливається від 16% до 18%. Протоплазма – це живе речовина, у якому відбувається головний фізіологічний процес, саме – дихальний обмін. Тільки завдяки протоплазмі відбувається складний синтез органічних речовин. Азот також є складовою нуклеїнової кислоти, яка входить до складу ядра та за сумісництвом носій спадковості. Велике значення елемента визначається тим, що цей макроелемент є частиною хлорофілу-зеленого, від цього пігменту залежить процес фотосинтезу, також він входить до складу деяких ферментів, що регулюють реакції обміну речовин та різних вітамінів. Невелика кількість азоту можна зустріти в неорганічному середовищі. При нестачі світла чи надлишковому азотному харчуванні в клітинному соку можуть накопичуватися нітрати.

Більшість форм азоту перетворюються в рослині на аміачні сполуки, які, при вступі в реакцію з кислотами органічного виду, утворюють аміди-аспарагін, амінокислоти та глютамін. Азот аміачний найчастіше не накопичується у великих кількостях у рослині. Спостерігається це можна лише за недостатньої кількості вуглеводів, за подібних умов рослина неспроможна переробити їх у нешкідливі речовини – глютамін і аспарагін. Надлишковий вміст аміаку в тканинах може призвести до їх безпосереднього пошкодження. Ця обставина слід враховувати при вирощуванні рослини в зимовий час у теплиці. Висока частка аміачного азоту в поживному субстраті та недостатня освітленість, здатна знизити процес фотосинтезу, також може призвести до пошкодження паренхіми листа з великого вмісту аміаку.

Овочеві рослини потребують азоту протягом усього періоду вегетації, тому що вони завжди будують нові частини. При нестачі азоту рослина починає погано рости. Не утворюються нові пагони, зменшуються розміри листя. Якщо азот відсутній у старому листі, хлорофіл в них руйнується, через це листя набуває блідо-зеленого кольору, після цього жовтіє і гине. При гострому голодуванні жовтий колір набувають середнього ярусу листя, а верхні стають блідо-зеленого кольору. З таким явищем можна боротися з легкістю. Для цього потрібно тільки додати до поживної речовини азотнокислу сіль, щоб через 5 або 6 днів листя стало темно-зеленого забарвлення і рослина продовжила створювати нові пагони.

Цей елемент може засвоюватися рослиною лише в окисленій формі – аніон SO4. У цій рослині велика маса сульфату аніону відновлюється до -S-S- та -SH груп. У подібних угрупованнях сірка входить до складу білків та амінокислот. Елемент входить до складу деяких ферментів, а також ферментів, що беруть участь у дихальному процесі. Тому сполуки сірки сильно впливають на обмінні процеси та утворення енергії.

Сірка також присутня в клітинному соку як іон сульфату. Коли розпадаються сірковмісні сполуки, за участю кисню сірка окислюється до сульфату. Якщо корінь відмирає через нестачу кисню, то сполуки, що містять сірку, розпадаються до сірководню, який є отруйним для живого коріння. Це є однією з причин загибелі всієї кореневої системи при нестачі кисню та її затопленні. Якщо є недолік у сірці, так само як і з азотом, відбувається дозвіл хлорофілу, але одними з перших недолік у сірці відчувають листя верхніх шарів.

Засвоюється цей елемент лише в окисленій формі за допомогою солей фосфорних кислот. Елемент також міститься у складі білків (складних) – нуклеопротеїдів, вони є найважливішими речовинами плазми та ядра. Також фосфор входить до складу жироподібних речовин та фосфатидів, які відіграють найважливішу роль в утворенні мембранних поверхонь у клітині, входять до складу деяких ферментів та інших активних сполук. Елемент відіграє важливу роль при аеробному диханні та гліколізі. Енергія, що звільняється, при цих процесах накопичується у вигляді фосфатних зв'язків, а надалі застосовується для синтезу безлічі речовин.

Фосфор також бере участь у процесі фотосинтезу. У рослині фосфорна кислота не може відновлюватися, вона здатна лише зв'язуватись з іншими органічними речовинами, утворюючи при цьому фосфорні ефіри. Фосфор у природному середовищі міститься у великій кількості, а в клітинному соку він накопичується за допомогою мінеральних солей, що є запасним фондом фосфору. Буферні властивості солей фосфорної кислоти здатні регулювати кислотність у клітині, підтримуючи сприятливий рівень. Елемент дуже потрібний при зростанні рослини. Якщо спочатку рослина відчуває нестачу фосфору, а потім після підживлення фосфорними солями рослина може страждати від посиленого надходження цього елемента та порушення через цей азотний обмін. Тому дуже важливо забезпечити добрі умови фосфорного харчування протягом усього життєвого циклу рослини.

Кальцій, магній та калій засвоюються рослиною з різних солей (розчинних), аніони яких не мають токсичної дії. Доступними вони є, коли знаходяться в поглиненому вигляді, а саме пов'язані з якоюсь нерозчинною речовиною, яка має кислотні властивості. При попаданні в рослину кальцій і калій не зазнають хімічних перетворень, проте вони потрібні при харчуванні. І їх не замінити іншими елементами, також не можна замінити сірку, азот або фосфор.

Основна роль магнію, кальцію та каліюполягає в тому, що коли вони адсорбуються на колоїдних частинках протоплазми, вони утворюють навколо них спеціальні електростатичні сили. Дані сили відіграють важливу роль при утворенні структури живої речовини, без якої не може відбуватися ні синтез клітинних речовин, ні спільна діяльність різних ферментів. При цьому іони утримують навколо себе кілька молекул води, через що загальний обсяг іонів неоднаковий. Не рівними є сили, які утримують іон безпосередньо на поверхні колоїдної частинки. У іона кальцію найменший обсяг - він з більшою силою здатний утриматися на колоїдній поверхні. Іон калію при цьому має найбільший обсяг, через що він здатний утворювати менш міцні адсорбційні зв'язки, а також іон кальцію може його витіснити. Проміжне положення зайняв іон магнію. Так як при адсорбуванні іони намагаються утримати водяну оболонку, саме вони визначають водоутримуючу силу та обводненість колоїдів. Якщо є калій, то водоутримуюча сила тканини збільшується, а при кальції зменшується. Зі сказаного вище, що у створенні внутрішніх структур важливим чином є співвідношення різних катіонів, а чи не абсолютне їх зміст.

У рослинах елемент міститься у більшій кількості, ніж інші катіони, особливо багато його у вегетативних частинах. Найчастіше зустрічається у клітинному соку. Також його багато в молодих клітинах, багатих на протоплазму, значна маса калію в адсорбованому стані. Елемент здатний впливати на колоїди плазми, він розріджує протоплазму (підвищує її гідрофільність). Також калій – це каталізатор безлічі синтетичних процесів: зазвичай він каталізує синтези простих високомолекулярних речовин, сприяючи утворенню крохмалю, білків, сахарози та жирів. Якщо спостерігається, нестача калію можуть порушитись синтезуючі процеси, і в рослині почне накопичуватися амінокислоти, глюкоз та інші продукти розпаду. Якщо є недолік калію, на листі нижнього шару утворюється крайовий запал - це коли краї пластинки у листа відмирають, після чого листя набуває куполоподібної форми, і на них утворюються коричневі плями. Некрози або плями коричневого кольору пов'язані з утворенням трупної отрути в тканинах рослини та порушенням азотного обміну.

Елемент повинен надходити рослині протягом повного циклу життя. Велика частина цього елемента знаходиться в клітинному соку. Даний кальцій особливо не бере участі в обмінних процесах, він сприяє нейтралізації надлишкових кислот органічної природи. Інша частина кальцію перебуває у плазмі – тут кальцій працює у ролі антагоніста калію, він працює у протилежному напрямі проти калієм, тобто. підвищує в'язкість та знижує гідрофільні властивості плазмових колоїдів. Для того щоб процеси протікали в нормальному руслі, важливим значенням служить співвідношення кальцію і калію безпосередньо в плазмі, так як дане співвідношення визначає колоїдні характеристики плазми. Кальцій знаходиться у складі ядерної речовини, тому дуже важливий у процесі поділу клітини. Також важливу роль грає при утворенні різних клітинних оболонок, при цьому найбільшу роль при формуванні стінок у кореневих волосків, куди він входить як пектат. Якщо кальцій відсутній у поживному субстраті, з блискавичною швидкістю уражаються точки зростання кореня та надземних частин, через те, що кальцій не транспортується зі старих частин до молодих. Відбувається ослизеніння коренів, при цьому їхнє зростання йде ненормально або зовсім припиняється. При вирощуванні у штучній культурі з використанням водопровідної води відсутність кальцію трапляється рідко.

Елемент надходить до рослини менше, ніж кальцій або калій. Однак його роль при цьому дуже важлива, тому що елемент входить до складу хлорофілу (1/10 всього магнію в клітині знаходиться в хлорофілі). Елемент життєво - необхідний безхлорофільних організмів, і роль його не закінчується фотосинтезуючими процесами. Магній – це важливий елемент необхідний для дихального обміну, елемент каталізує безліч різноманітних фосфатних зв'язків і транспортує їх. Так як фосфатні зв'язки, які багаті енергією беруть участь у безлічі процесів, що синтезують, то без цього елемента вони просто не можуть піти. Якщо спостерігається нестача магнію, руйнуються молекули хлорофілу, але жилки у листя залишаються зеленого кольору, а ділянки тканини, розташовані між жилками, стають блідими. Це називають плямистим хлорозом, і воно досить характерне при нестачі рослини магнію.

Елемент поглинається рослиною за допомогою комплексних, органічних сполук, а також у вигляді солей (розчинних). Загальний вміст заліза у рослини невеликий (соті частки відсотка). У рослинних тканинах залізо представлене органічними сполуками. Також варто знати, що іон заліза може вільно переходити із закисної форми в окисну, або навпаки. Отже перебуваючи у різних ферментах залізо, бере участь у окислювально-відновних процесах. Також елемент входить до складу ферментів дихання (цитохрому та ін.).

У хлорофілі немає заліза, але воно бере участь у його створенні. Якщо спостерігається нестача заліза, може розвинутися хлороз – при цьому захворюванні не утворюється хлорофіл, і листя набуває жовтого кольору. Через малу рухливість заліза в старому листі воно не може бути транспортовано до молодого листя. Тому хлороз починається зазвичай з молодого листя.

Якщо є недолік заліза, також зміна зазнає і фотосинтез – уповільнюється зростання рослини. Для запобігання хлорозу необхідно додати залізо до живильного субстрату не пізніше 5 днів після виникнення даного захворювання, якщо зробити це пізніше, то ймовірність одужання дуже мала.