Біогенні елементи - Енциклопедія Сучасної України
Beta-версія
Біогенні елементи

БІОГЕ́ННІ ЕЛЕМЕ́НТИ – хімічні елементи, що є постійними складовими клітин живих організмів і відіграють у них певну фізіологічну та біохімічну роль. Фізіол. роль Б. е. полягає насамперед у тому, що окремі з них (кисень, водень, вуглець, азот, фосфор, сірка) використовуються в живих організмах для синтезу орган. сполук (нуклеїнові кислоти, вуглеводи, білки, ліпіди, ліпоїди тощо), а інші, в основному мікроелементи, є складовими молекул, які контролюють різні біохім. реакції. Крім того, Б. е. є чинниками, що впливають на структуру та ультраструктуру клітин, архітектоніку рослин, інтенсивність поглинання й транспортування в них іонів та асимілятів, на процеси фотосинтезу й дихання, спрямованість обміну речовин, урожайність і якість с.-г. продукції. Численні дослідж. свідчать, що до клітин і тканин органів живих організмів входять усі хім. елементи, які є в середовищі їх існування. За В. Вернадським, усі вони відіграють певну фізіол. роль. Проте лише 1/3 з наявних у природі (107) хім. елементів є найнеобхіднішими для життєдіяльності живих організмів. Осн. об’ємну масу серед Б. е. займають макроелементи. До них належать кисень, що становить 70 % маси живих організмів, вуглець (до 18 %) і водень (10 %); загалом уміст елементів, що поглинаються рослинами з повітря й води, становить 95 % сухої речовини рослин. На азот, з участю якого відбувається синтез білк. сполук – основи живої матерії, – припадає лише 1–5 % сухої речовини. Значно меншим є вміст сірки й фосфору, що також належать до органогенів і, як і азот, є необхідними для синтезу молекул білків та складніших сполук (нуклеопротеїдів, фосфатидів, фосфорних ефірів тощо). Вміст ін. макроелементів (кремній, калій, кальцій, магній, натрій, алюміній) в органах рослин коливається в межах від 2–10 % і більше. Впродовж 30–40-х рр. 20 ст. встановлено, що для нормал. життєдіяльності рослин, тварин і мікроорганізмів вкрай необхідними в низьких концентраціях (3–5 %) є мікроелементи. До найважливіших із них належать: залізо, марганець, бор, мідь, цинк, молібден, літій, кобальт, йод. Їхня роль полягає в тому, що вони є складовими ферментів, вітамінів, гормонів, пігментів і таким чином беруть участь у регуляції біохім. процесів у рослин. і тварин. клітинах. Крім того, в живих організмах є ультрамікроелементи, концентрація яких коливається в межах 6–12 %. До них належать арсен, германій, свинець, золото, радій, ртуть, срібло та ін.

Початком найінтенсивніших досліджень ролі біоген. мікроелементів є 50-і рр. 20 ст., коли сформувалося як самостійна проблема вчення про мікроелементи, основоположником якого в Україні був П. Власюк. З його ініціативи створ. Раду з проблеми «Біологічна роль мікроелементів у життєдіяльності рослин, тварин і людини», яка координувала дослідження 50-ти наук. закладів, зокрема 26-ти ВНЗів, 16-ти НДІ та 8-ми обл. дослід. станцій. Дослідж. інтенсивності поглинання, локалізації мікроелементів в органах, тканинах і клітин. структурах, їхніх парамагнет. властивостей, впливу на фермент. процеси, фотосинтез, азот. і фосфор. обмін, структуру і функцію нуклеїн. кислот проводилися у зв’язку з поглибленням знань про фізіол. роль осн. макроелементів. П. Власюк уперше в Україні застосував метод мічених атомів, який дав змогу встановити нові закономірності живлення рослин (1956) та природ. радіоактивності рослин і ґрунтів України (Д. Гродзинський, 1959, 1960). Теор. дослідж., що проводилися під кер-вом П. Власюка, тісно пов’язані з практикою с.-г. вироб-ва. Про це свідчать численні вагомі публікації, присвяч. висвітленню фізіол. ролі міді й заліза (Л. Островська, 1961 і 1993), літію (П. Власюк, 1969), марганцю (П. Власюк, 3. Климовицька, 1969), бору (О. Кибаленко, 1973), цинку (П. Власюк, К. Каракіс, Е. Рудакова, 1973), молібдену (О. Кибаленко, 1973), сірки (О. Хоменко, 1983) та ін. За результатами обстеження ґрунтів у різних зонах України вперше створ. картограми вмісту рухомих форм мікроелементів у різних типах ґрунтів України, на основі яких розроблено рекомендації для внесення органомінерал. добрив залежно від ґрунт.-клімат. умов, що сприяло підвищенню продуктивності рослин і якості врожаю. П. Власюк надав великої уваги розробці нових форм комплекс. добрив і вперше організував пром. вироб-во марганізованого й борного суперфосфатів, збагачених молібденом і цинком, та суперфосфату й амофосу з цинком, нітрофосок, нітроамофосок, карбофосок, збагачених марганцем, молібденом і літієм. На сучас. етапі учні й послідовники П. Власюка працюють над створенням і впровадженням у вироб-во нових, досконаліших форм добрив, до складу яких входять осн. макро- й мікроелементи, фізіологічно активні речовини, пестициди, а також суспензійних добрив для позакореневого живлення рослин. Багато з цих розробок визнані пріоритетними. Велика увага приділяється кругообігові Б. е. у системі «ґрунт–рослина–атмосфера» та поглибленню знань про фізіол. й біохім. роль біогенних макро- й мікроелементів, зокрема їхньому впливу на інформ. поле рослин.

Літ.: Власюк П. А. Микроэлементы и радиоактивные изотопы в питании растений. К., 1956; Гродзинский Д. М. О естественной радиоактивности мхов и лишайников // УБОЖ. 1959. Т. 16, № 2; Його ж. Природна радіоактивність рослин Української PCP // Там само. Т. 17, № 6; Власюк П. А. Биологические элементы в жизнедеятельности растений. K., 1969; Власюк П. А., Климовицкая 3. М. Физиологическое значение марганца для роста и развития растений. Москва, 1969; Кибаленко А. П. Бор в жизни и продуктивности растений. К., 1973; Власюк П. А., Ивченко В. И. Физиологическое значение молибдена для растений. К., 1975; Серное питание и продуктивность растений. К., 1983; Островская Л. К. Железо в растительном мире и карбонатный хлороз. К., 1993.

К. С. Ткачук

Стаття оновлена: 2003