Комплексообразующие агенты: 1 - эдта, 2 - диэтилентриаминпентауксусная кислота, 3 - этилендиаминдиуксусная кислота

Цинк — один из важных биогенных элементов, постоянно присутствует в тканях растений и животных. Его содержание в большинстве организмов составляет 0,01%. Он входит в состав фермента карбоангидразы, который служит катализатором гидратации CO₂. Цинк участвует в синтезе растительного гормона — индолилуксусной кислоты, выполняет существенную роль в синтезе молекул РНК, регулирует рост растений, влияет на образование некоторых аминокислот, повышает содержание растительных гормонов — гиббереллинов, влияет на развитие яйцеклеток и зародышей. При отсутствии цинка растения остаются недоразвитыми.

Бора содержится в растениях в среднем 0,005%. Он необходим для их нормального развития. Недостаток бора приводит к гибели ростовых (меристемных) клеток и к отмиранию ростовых почек. Черешки и листья при этом становятся хрупкими, снижается содержание АТФ, и нарушаются окислительно-восстановительные процессы.

Марганец — распространенный в природе элемент, является постоянной составной частью живых организмов. В растениях содержание марганца колеблется от сотых до десятитысячных долей процента. Некоторые растения (ряска, чилим) способны накапливать значительные количества марганца. Этот элемент активирует ряд ферментов, участвует в процессах дыхания, фотосинтеза, биосинтеза нуклеиновых кислот. Недостаток марганца вызывает некрозы — отмирание растительных тканей.

Кроме перечисленных, в состав растений входит ряд других микроэлементов. Некоторые из них способствуют росту или принимают участие в биохимических реакциях. Так, с окислительно-восстановительными процессами связаны ванадий, никель, мышьяк. Ряд элементов принимает участие в ферментативных реакциях: кобальт, кадмий, литий. В состав растений также входят элементы, биологическая роль которых выяснена еще недостаточно.

Элементы, постоянно входящие в состав растений, можно разделить на три группы по изученности, роли и значению для организмов: элементы, образующие основные ткани растения, входящие в состав биологически активных соединений (ферментов, витаминов, гормонов, пигментов) — они незаменимы для растений (I группа); элементы, принимающие участие в жизнедеятельности, но их роль недостаточно выяснена (II группа); элементы, присутствующие в растении как балласт, или их роль неизвестна (III группа). Такое деление элементов представлено в табл. 14.

Таблица 14 Содержание химических элементов в растениях.

I группа	II группа	III группа	Содержание (массовая доля) элементов в сухом веществе растений, %
C, O			> 10
N, H, Ca, K			1 - 10
Mg, Na, P, S, Cl			10‾ 1 – 1
Fe, Zn, Mn		Al	10‾ 2 - 10‾ 1
Cu, B	Sr, F, Br	Ba, Rb	10‾ 3 - 10‾ 2
Ni, V		Ti, Pb	10‾ 4 - 10‾ 3
I, Co, Ho, Se	Cd, As	Cr, Cs, Sn, Bi	l0‾ 5 - 10‾ 4
	Li	Be, Ga, Ag, Sb, La, W, U	10‾ 6 - 10‾ 5
	Hg	Au, Zr, Hf	< 10‾ 6

Содержание тех или иных элементов зависит не только от видовых особенностей растения, но и от состава среды, от концентрации и растворимости химических соединений. При избытке ряда необходимых веществ в воде они могут проявлять токсические свойства (Mg, B, Zn, Cu, Fe и др.). Излишнее количество даже такого важного компонента питания, как азот, ведет к нарушениям биохимических процессов. Симптомы отравления растения элементом часто совпадают с признаками недостатка этого же или другого элемента. Поэтому любыми видами минеральной подкормки следует пользоваться очень осторожно. Аквариум — это замкнутое пространство, и при неправильном внесении удобрений или микроэлементов концентрация какого-либо элемента может быстро выйти из пределов, полезных растению: добавка станет опасной для обитателей аквариума и даже для самих растений. Избыток макроэлементов может привести к бурному развитию водорослей и ухудшению биохимического режима аквариума.

Кроме воздействия на организмы, ряд элементов взаимодействует между собой, вступая в химические реакции и образуя неусваиваемые растениями соединения. Эти процессы быстро протекают в аквариумной воде, богатой продуктами разложения органических веществ. Фосфаты и сульфаты за короткий промежуток связывают ряд необходимых растению ионов металлов с образованием нерастворимого осадка.

Некоторые элементы являются антагонистами. Находясь в растворе и имея одинаковый по знаку заряд, они взаимно подавляют присущее каждому из них действие. Среди таких антагонистических пар можно назвать ионы натрия и калия, железа и марганца, кальция и магния.

Степень использования питательных веществ сильно зависит от pH среды, что мы уже видели на примере усвоения комплексных соединений железа. В кислой среде, когда pH меньше 6, поглощение катионов (Са²⁺, Mg²⁺, K⁺ и др.) затрудняется из-за антагонистического действия ионов водорода. Некоторые элементы (Fe, Al) в кислой среде имеют избыточную доступность, и, если в грунте их содержится слишком много, они могут оказывать токсическое воздействие на растения и рыб. При pH больше 7 возможно образование нерастворимого фосфата кальция, что приводит к ухудшению фосфорного обмена. В этих же условиях марганец переходит в четырехвалентные соединения, которые не усваиваются растениями. При pH выше 8 железо переходит в нерастворимые гидроксиды.

Наиболее благоприятным для большинства аквариумных растений следует считать значение pH 6,5 — 7,5, При такой кислотности воды большинство элементов находится в состоянии, доступном для растений, а также создаются благоприятные условия для усвоения углекислого газа. Значение pH аквариумной воды близкое к 7 устанавливается обычно при жесткости воды dGH от 6 до 10.

Для обеспечения гидрофлоры питанием достаточно только минеральных (неорганических) веществ. Из биогенных элементов растение создает свой организм, синтезирует витамины, гормоны, аминокислоты и другие сложные кислоты. Однако в питании растений могут участвовать и органические вещества, в основном те, которые содержатся в грунте. Они главным образом состоят из остатков отмерших и разлагающихся растительных и животных тканей. При разложении сложных органических веществ образуются более простые структуры, которые могут использоваться растением. При этом организм выбирает те элементы, которых недостаточно в питающей среде. Если применяется комплексное минеральное питание, содержащее все необходимые растению вещества, то органические соединения не нужны.

В ряде случаев в состав удобрений для аквариумных растений включаются витамины. Аквариумисты, добавляющие витаминные препараты в аквариумную воду, иногда наблюдают улучшение роста растений. Порой положительный эффект можно объяснить наличием некоторых микроэлементов, например кобальта в витамине В₁₂. Поэтому такие добавки при достатке минерального питания не нужны: здоровое растение может создать для себя все необходимые витамины и другие биологически активные вещества. Добавки органических удобрений и витаминов аквариумистами могут применяться только в специальных случаях, Например, для создания необходимых условий для одного или нескольких растений.