Роль ионов кальция и активных форм кислорода в росте растительной клетки.

Для нормального роста и развития растениям необходимо сбалансированное питание, которое обеспечивается за счет макро и микро элементов. Недостаток того или иного элемента или приводят к возникновению физиологических расстройств и к поражению растений неинфекционными заболеваниями и даже к гибели.
Кальций (Ca) также очень важен для растений.
Он влияет на обмен углеводов и белковых веществ. Потребность в кальции проявляется в самые ранние сроки роста, он необходим для построения растения. Отсутствие кальция подавляет переработку и усвоение запасных питательных веществ (крахмала, белков), которые используются проростками, молодыми листьями и растущими побегами. Это может привести к усыханию молодых растущих частей растения и затем к гибели всего растения.
Кальций, регулирует водный баланс, связывает кислоты почвы, обеспечивает нормальные условия для развития корневой системы растений, улучшает растворимость многих соединений в почве. Он способствует поглощению растениями важных элементов питания, влияет на доступность растениям ряда макро- и микроэлементов. При увеличении количества кальция в почве возрастает поступление в растение ионов аммония, молибдена, но снижается подвижность марганца, цинка, бора. Недостаток катионов кальция в почве приводит к повышению кислотности почвенного раствора (если только почва не засолена — не содержит избыток натрия). Повышенная кислотность почвы ухудшает рост корней и их проницаемость. Это приводит к ухудшению использования растениями питательных веществ почвы и удобрений, снижению их устойчивости, выносливости и конкурентной способности ко всему комплексу вредных организмов, особенно почвенных. Кислая реакция почвенного раствора ухудшает углеводный и белковый обмен в растениях, ослабляя синтез белка. Количество небелковых форм азота возрастает. Подавляется процесс превращения моносахаров в другие, более сложные органические соединения. Обмен веществ сдвигается в благоприятную сторону для фитопатогенов грибной природы. Болезни, вызываемыми грибными паразитами, обычно, более распространены на кислых почвах, чем на нейтральных. Известкование кислых почв приводит к существенному оздоровлению почвы от возбудителей фузариозных и пенициллезных гнилей, парши клубнелуковичных культур). Тем не менее, другие виды патогенов (ботритис и ризоктониоз) хорошо развиваются в нейтральной и слабощелочной среде.
Кроме выше сказанного кальций участвует в других важных биохимических процессах растения: способствует транспортировке углеводов в растениях; укрепляет стенки клеток и скрепление их друг с другом; способствуют развитию корневой системы; необходим для развития листьев; повышает устойчивость растений к некоторым заболеваниям; стимулирует активность клубеньковых бактерий, фиксирующих азот из воздуха.
Также кальций влияет на плодородность почвы: стимулирует активность полезных микроорганизмов, которые минерализируют азот в компостных кучах; уменьшает кислотность почвы и ускоряет процессы аммонификации и окисления серы; способствует образованию гумуса; ускоряет разложение органических веществ в почве; снижает токсичность железа, марганца и алюминия путем нейтрализации их избыточных количеств. Кальций улучшает механический состав почвы и, таким образом, улучшает ее воздухо- и водопроницаемость; способствуют образованию структуры (агрегатов) почвы.
Кальций в растениях находится в форме солей пектиновой кислоты, сульфата, карбоната, фосфата и щавелевокислого кальция. Значительная часть его в растениях, 20 -65%, растворима в воде, а остальное количество может быть извлечено из листьев при обработке слабыми кислотами.
Кальций поступает в растения в течение всего периода активного роста. При наличии в растворе нитратного азота проникновение его в растения усиливается, а в присутствии аммиачного азота - снижается. Мешают поступлению кальция ионы водорода и другие катионы при высокой концентрации их в почвенном растворе.
Постепенно из почвы кальций переходит в растения, а почва обедняется. С возрастом количество его в растениях увеличивается. Различные растения отличаются по размерам потребления кальция. Бесхлорофилльные цветковые растения и пестролистные употребляют его гораздо меньше, чем зеленые растения. Все злаки характеризуются малым усвоением кальция. А суккуленты, кактусы, бобовые многолетние травы, пасленовые и крестоцветные культуры более других потребляют этот элемент. Среди сельскохозяйственных растений много кальция выносят из почвы капуста, люцерна и клевер. Но на сельхоз угодьях часть кальция, взятого растениями из почвы, через корма и подстилку попадает в навоз и с ним возвращается на участки. А в горшечных культурах он поступает вместе с новой почвой, при поливе или при подкормке растений.
На бедных кислых песчаных и супесчаных почвах часть кальция вымывается водой, поэтому необходимо пополнять его запасы каждые 5 лет, проводя известкование.
Растения, которые особенно сильно нуждаются в кальции, относят в особую группу - кальцефильные растения, они наиболее чувствительны к недостатку его в почве.
Недостаток кальция в почве приводит к деформации клеток растений, слабому формированию покровных тканей, обильному развитию межклетников, которые слабо заполняются лигнином. При недостатке кальция замедляется рост корней, они ослизняются и загнивают. Разложившиеся корни привлекают почвенных фитопатогенов и сапрофитов, являясь благоприятным субстратом для них.
Признаки недостатка кальция проявляются прежде всего на молодых листьях: их рост тормозится, образуются мелкие листья неправильной формы, появляется хлоротичная пятнистость, копчики молодых листьев становятся белыми; края листьев закручиваются вниз, желтеют и преждевременно отмирают, срединные жилки листьев ломаются; при сильном голодании верхушка растения и цветоносы отмирают, стебли вырастают слабые.