Cynk jest podstawowym mikroskładnikiem w żywieniu roślin. Wpływa na wytwarzanie substancji wzrostowych regulując ich prawidłowy wzrost i rozwój. Poprawia ogólną kondycję roślin oraz zwiększa ich odporność na okresowe niedobory wody i niską temperaturę. Przyspiesza regenerację roślin po wystąpieniu czynników stresowych oraz wpływa na poprawę efektywności nawożenia azotowego, metabolizm związków węglowodanowych i białkowych. Cynk występuje w enzymach, oddziałuje na przemiany wapnia i fosforu, a także powstawanie chlorofilu oraz reguluje proporcje składników na poziomie komórki, co wpływa na przepuszczalność błon komórkowych.
Cynk w roślinach
Zawartość cynku w roślinach najczęściej mieści się w przedziale od 20 do 100 mg Zn na kilogram suchej masy. Na przyswajalność tego pierwiastka wpływa między innymi odczyn gleby oraz zawartość w niej materii organicznej. Im gleba bardziej kwaśna tym większa przyswajalność tego mikroskładnika, ale tym samym wzrasta możliwość jego wymycia w głąb profilu glebowego. Gleby organiczne i ciężkie mineralne charakteryzują się niższą przyswajalnością cynku. Pobieranie i transport tego składnika w roślinie związany jest również z ich zaopatrzeniem w fosfor. Występujące w roztworze glebowym duże stężenie jonów fosforanowych, przy jednoczesnym małym stężeniu cynku, powoduje wystąpienie objawów niedoboru tego pierwiastka.
W zależności od wrażliwości roślin uprawnych na dostępność cynku dzieli się je na trzy grupy. Do roślin tolerancyjnych na niedobór cynku w środowisku wzrostu należą gorczyca, trawy, owies, pszenica, żyto, marchew, szparagi i winorośl. Roślinami umiarkowanie wrażliwymi są: burak cukrowy, ziemniak, jęczmień, koniczyna czerwona, lucerna, ryż, soja, cebula i pomidor. Do roślin wrażliwych na niedobór tego pierwiastka należą kukurydza, bawełna, len, chmiel, fasola, sorgo, drzewa i krzewy owocowe, szczególnie cytrusowe.
Funkcje cynku w roślinach
Istota funkcji metabolicznych cynku w roślinie polega na tworzeniu przez cynk kompleksów z azotem, tlenem i siarką, w których odgrywa on rolę zarówno katalityczną, jak i budulcową. W roślinach cynk jest aktywnym składnikiem wielu enzymów, przy czym około 300 enzymów jest zależnych od tego pierwiastka. Występuje w enzymach uczestniczących w metabolizmie węglowodanów i białek oraz enzymach ekspresji genów (tzw. palce cynkowe). Fizjologiczna rola cynku jest podobna do roli magnezu i manganu i polega na tworzeniu wiązań pomiędzy enzymami i ich substratami.
Cynk uczestniczy w metabolizmie azotowym roślin jako składnik polimerazy RNA. Bierze również udział w przemianach związków fosforowych oraz wpływa na przepuszczalność błon komórkowych. Poprzez wpływ na produkcję tryptofanu – prekursora hormonów roślinnych – uczestniczy w syntezie auksyn. Reguluje procesy powstawania rybosomów, stabilizuje struktury białkowe, a także zwiększa odporność roślin na czynniki stresowe (susza, choroby).
Wpływ cynku na plon i jakość roślin
U zbóż cynk zwiększa odporność na choroby oraz na okresowe niedobory wody i niską temperaturę. Wpływa na prawidłowe zawiązywanie kwiatów i łuszczyn przez rzepak. U kukurydzy pierwiastek ten oddziałuje na prawidłowy rozwój systemu korzeniowego, stymuluje pobieranie i fizjologiczną aktywność azotu, przedłuża żywotność pyłku oraz sprzyja nalewaniu ziarna. Chroni kukurydzę przed suszą oraz przyspiesza regenerację roślin po wystąpieniu warunków stresowych.
Zarówno niedobór, jak i nadmiar cynku wpływa negatywnie na rośliny. Niedobór cynku w roślinach uprawnych znacznie ogranicza ich rozwój i plonowanie. Objawia się to karłowatością roślin – krótsze pędy i międzywęźla, a w konsekwencji zahamowaniem wzrostu i obumieraniem pędów. Niedobór tego pierwiastka powoduje zakłócenie przemian azotu i prowadzi do gromadzenia w roślinie niepożądanych prostych związków azotowych, takich jak amidy czy wolne aminokwasy.
Objawy niedoboru cynku u poszczególnych gatunków roślin uprawnych nieznacznie różnią się między sobą. Niemniej jednak prawie zawsze rozpoczynają się blednięciem liści pomiędzy nerwami. U wielu roślin pojawiają się chlorozy liściowe, punktowe, tzw. nakrapianie, czyli syndrom „białego pąka’. Objawy niedoboru najpierw widoczne są na młodszych organach, gdyż cynk jest pierwiastkiem o małej ruchliwości w roślinie i w sytuacji jego niedoborów nie przemieszcza się z organów starszych do młodszych. Należy podkreślić, że chloroza obserwowana na liściach nie jest bezpośrednim objawem niedoboru cynku, ale skutkiem uszkodzeń, które wywołane są przez niedobór azotu, magnezu i żelaza.
Najbardziej charakterystyczne objawy niedoboru cynku obserwuje się w przypadku kukurydzy. Przy niedoborze tego pierwiastka dochodzi do skrócenia długości międzywęźli i tym samym karłowacenia roślin oraz zmniejszonej powierzchni liści i jasnozielonego zabarwienia pomiędzy nerwami na młodych roślinach. Widoczne są rozpoczynające się u nasady liścia, lecz nieosiągające jego wierzchołka, szerokie biało przebarwione pasma umiejscowione po obu stronach nerwu środkowego. W tym przypadku zarówno nerw środkowy, jak i krawędzie liścia pozostają zielone. Dodatkowo następuje zaburzenie rozwoju generatywnego roślin, objawiające się między innymi opóźnieniem terminu wyrzucania wiech i kwitnienia. Przy niedoborze cynku nasiona kukurydzy przybierają białoszare zabarwienie.
U ziemniaka, dyni i pomidora następuje pofałdowanie młodych wierzchołkowych liści, które są drobne, o odcieniu żółtawym z brunatnymi nekrotycznymi plamami. Dochodzi do ich zwijania ku górze, a w przypadku górnych części pędów następuje ich zwijanie i zamieranie. U roślin strączkowych chloroza uwidacznia się na liściach, a ich międzywęźla i ogonki liściowe są grube i krótkie z brunatnymi cętkami.
