Zn є елементом з малою рухливістю всередині рослини, але з багатьма критичними функціями. Структура та функціональність багатьох ферментів залежать від присутності Zn у рослині. Приблизно 2800 білків залежать від Zn для їх синтезу та дії. Він необхідний для синтезу вуглеводів під час фотосинтезу та при перетворенні цукрів у крохмаль. Він також бере участь в метаболізмі гормонів, регулюючи рівень ауксинів за допомогою синтезу амінокислоти триптофану.
У процесах дозрівання та виробництва насіння Zn сприяє утворенню та родючості пилку, тому дефіцит цинку має більший вплив на урожайність зерна, ніж на вегетативний розвиток. Це також допомагає підтримувати та цілісність клітинних мембран і надає рослинам толерантності до збудників хвороб, особливо тих, що знаходяться в грунті.
Цікавим фактом є те, що Zn в даний час є чи не найбільш дефіцитним мікроелементом у світі. На додаток до цього, відомо, що його дефіцит може зменшити врожайність на 20%, не проявляючи симптомів (прихований голод).
Рисунок 1. Ступінь дефіциту цинку в кукурудзі. Навіть без явних симптомів дефіцит цинку може спричинити втрати врожаю до 20%.
Фото: Яккмак, 2015 рік
Динаміка вмісту Zn у ґрунті
Дефіцит Zn має тенденцію частіше траплятися на піщаних ґрунтах, тоді як на глинистих ґрунтах він рідше через адсорбційну та утримуючу здатність цих ґрунтів. Із загального вмісту цинку рослинам доступне лише те, що знаходиться в ґрунтовому розчині і те, що легко десорбується, але воно також легко вимивається, як у тропічних грунтах. Цинк поглинається переважно у формі Zn 2+ або, за умов високого рН, як ZnOH + .
Доступність Zn зменшується за рахунок підвищення рН, це дуже помітно, особливо після рН> 7,4, завдяки збільшенню адсорбційної здатності, наявності гідролізованих форм Zn та можливої адсорбції карбонатом кальцію. З цієї причини лужні та вапняні ґрунти частіше виявляють дефіцит Zn.
Органічні речовини ґрунту покращують доступність Zn, утворюючи рухливі органічні комплекси, які рослина може поглинати. Навпаки, його доступність зменшується із високим рівнем фосфору та міді. Іншими факторами, що сприяли загостренню проблеми Zn, є використання все більш чистих добрив, досвід більш високого потенціалу врожайності сільськогосподарських культур та невключення цього мікроелемента до планів внесення добрив.
Щодо співвідношення фосфор-цинк, надлишки фосфору зменшують мікоризну інфекцію, що суттєво впливає на поглинання Zn. Залізо та марганець у високих концентраціях також пригнічують поглинання Zn, можливо, через конкуренцію в транспортній системі всередині рослини. Іншими факторами, крім наявності Zn, є видалення верхнього шару ґрунту шляхом вирівнювання або ерозії та холодних ґрунтів.
Діагностика Zn шляхом аналізу ґрунту
Таблиця 1. Інтерпретація рівнів цинку в ґрунті, екстрагованого DTPA-TEA.