Makronutrijenti hranil za rastline, mikrohranila in diagnoza pomanjkljivosti



The rastlinska prehrana je niz kemijskih procesov, s katerimi rastline ekstrahirajo hranila iz tal, ki služijo kot podpora za rast in razvoj njihovih organov. Posebej omenja tudi vrste mineralnih hranil, ki jih rastline potrebujejo, in simptome njihovih pomanjkljivosti.

Študija o prehrani rastlin je še posebej pomembna za tiste, ki so odgovorni za nego in vzdrževanje poljščin kmetijskega pomena, saj je neposredno povezana z ukrepi pridelka in proizvodnje.

Ker dolgotrajna pridelava zelenjave povzroča erozijo in mineralno osiromašenje tal, je velik napredek v agrarni industriji povezan z razvojem gnojil, katerih sestava je skrbno načrtovana v skladu s prehranskimi potrebami sort..

Načrtovanje teh gnojil zahteva nedvomno veliko znanje o fiziologiji in prehrani rastlin, saj kot v vsakem biološkem sistemu obstajajo zgornje in spodnje meje, v katerih rastline ne morejo pravilno delovati, bodisi pomanjkanje ali presežek nekega elementa.

Indeks

  • 1 Kako se hranijo rastline?
    • 1.1 Bistveni elementi
  • 2 makrohranila
    • 2.1 Dušik
    • 2.2 Kalij
    • 2.3 Kalcij
    • 2.4 Magnezij
    • 2.5 Fosfor
    • 2.6 Žveplo
    • 2.7 Silicij
  • 3 mikrohranila
    • 3.1 Klor
    • 3.2 Železo
    • 3.3 Boro
    • 3.4 Mangan
    • 3.5 Natrij
    • 3.6 Cink
    • 3.7 Baker
    • 3.8 Nikelj
    • 3.9 Molibden
  • 4 Diagnoza pomanjkljivosti
  • 5 Reference

Kako se hranijo rastline?

Korenine imajo temeljno vlogo v prehrani rastlin. Mineralna hranila se vzamejo iz "raztopine v tleh" in se prenašajo bodisi s simpatetičnim (znotrajceličnim) ali apoplastičnim (zunajceličnim) na žilne snope. Naložene so v ksilem in premeščene na steblo, kjer izpolnjujejo različne biološke funkcije.

Odvzem hranilnih snovi iz tal skozi simplast v korenine in njihov kasnejši transport v ksilem po apoplastični poti so različni procesi, ki jih posredujejo različni dejavniki..

Domneva se, da kolesarjenje s hranili uravnava vnos ionov proti ksilemu, medtem ko je priliv proti simstatu korena lahko odvisen od temperature ali zunanje koncentracije ionov..

Prenos raztopin v ksilem se ponavadi zgodi s pasivno difuzijo ali pasivnim prenosom ionov z ionskimi kanali, zahvaljujoč sili, ki jo proizvajajo protonske črpalke (ATPases), izražene v paratrahealnih celicah parenhima..

Po drugi strani je transport do apoplasta odvisen od razlik v hidrostatičnih tlakih iz transpiratnih listov.

Številne rastline uporabljajo vzajemne odnose, da se hranijo, bodisi da absorbirajo druge ionske oblike mineralov (kot so bakterije, ki določajo dušik), da izboljšajo absorpcijsko sposobnost svojih korenin ali da dobijo večjo razpoložljivost nekaterih elementov (kot so mikorize)..

Bistveni elementi

Rastline imajo različne potrebe za vsako hranilno snov, saj se vse ne uporabljajo v enakem razmerju ali za iste namene.

Bistveni element je tisti, ki je sestavni del strukture ali metabolizma rastline in katerega odsotnost povzroča hude nepravilnosti pri rasti, razvoju ali reprodukciji rastline..

Na splošno vsi elementi delujejo v strukturi, presnovi in ​​celični osmoregulaciji. Klasifikacija makro- in mikrohranil je povezana z relativno številčnostjo teh elementov v rastlinskih tkivih.

Makrohranila

Med makrohranili so dušik (N), kalij (K), kalcij (Ca), magnezij (Mg), fosfor (P), žveplo (S) in silicij (Si). Čeprav bistveni elementi sodelujejo pri številnih različnih celičnih dogodkih, je mogoče izpostaviti nekatere posebne funkcije:

Dušik

To je mineralni element, ki ga rastline potrebujejo v večjih količinah in je običajno omejevalni element v mnogih tleh, zato gnojila običajno vsebujejo dušik v svoji sestavi. Dušik je mobilni element in je bistveni del celične stene, aminokislin, proteinov in nukleinskih kislin.

Čeprav je vsebnost dušika v atmosferi zelo visoka, lahko samo rastline družine Fabaceae uporabljajo molekularni dušik kot glavni vir dušika. Oblike, ki so jih asimilirali ostali, so nitrati.

Kalij

Ta mineral pridobivamo v rastlinah v njegovi monovalentni kationski obliki (K +) in sodelujemo pri uravnavanju osmotskega potenciala celic ter aktiviranju encimov, ki sodelujejo pri dihanju in fotosintezi..

Kalcij

Ponavadi ga najdemo kot dvovalentne ione (Ca2 +) in je bistvenega pomena za sintezo celične stene, še posebej za nastanek medialne lamele, ki ločuje celice med delitvijo. Sodeluje tudi pri tvorbi mitotičnega vretena in je potrebna za delovanje celičnih membran.

Ima pomembno vlogo kot sekundarni selavec za več načinov odziva rastlin tako na hormonske kot na okoljske signale.

Lahko se veže na kalmodulin in kompleks uravnava encime, kot so kinaze, fosfataze, citoskeletni proteini, med drugim signalizirajo..

Magnezij

Magnezij sodeluje pri aktiviranju mnogih encimov pri fotosintezi, dihanju in sintezi DNA in RNA. Poleg tega je strukturni del molekule klorofila.

Fosfor

Fosfati so še posebej pomembni za tvorbo vmesnih produktov dihanja in fotosinteze sladkorja, fosfata in tudi kot del polarnih skupin fosfolipidnih glav. ATP in sorodni nukleotidi imajo fosfor, kakor tudi strukturo nukleinskih kislin.

Žveplo

Stranske verige aminokislin cistein in metionin vsebujejo žveplo. Ta mineral je tudi pomembna sestavina mnogih koencimov in vitaminov, kot so koencim A, S-adenozilmetionin, biotin, vitamin B1 in pantotenska kislina, ki so bistveni za presnovo rastlin..

Silicij

Čeprav so v družini Equisetaceae dokazali le posebno zahtevo za ta mineral, obstajajo dokazi, da kopičenje tega minerala v tkivih nekaterih vrst prispeva k rasti, plodnosti in odpornosti na stres..

Mikrohranila

Mikrohranila so klor (Cl), železo (Fe), bor (B), mangan (Mn), natrij (Na), cink (Zn), baker (Cu), nikelj (Ni). in molibden (Mo). Tako kot makrohranila imajo tudi mikrohranila bistveno vlogo pri presnovi rastlin, in sicer:

Klor

Klor najdemo v rastlinah kot anionsko obliko (Cl-). To je potrebno za fotolizno reakcijo vode, ki se pojavi med dihanjem; sodeluje pri fotosintetskih procesih in sintezi DNA in RNA. Je tudi strukturna komponenta obroča molekule klorofila.

Železo

Železo je pomemben kofaktor za številne encime. Njegova temeljna vloga je transport elektronov v oksidacijskih redukcijskih reakcijah, saj se lahko reverzibilno oksidira iz Fe2 + v Fe3+.

Njegova prvotna vloga je morda del citohromov, ki so bistveni za prenos svetlobne energije v fotosintetskih reakcijah.

Boro

Njena natančna funkcija ni bila izpostavljena, vendar pa dokazi kažejo, da je pomembno za raztezanje celic, sintezo nukleinskih kislin, hormonske odzive, funkcije membran in regulacijo celičnega cikla..

Mangan

Mangan najdemo kot dvovalentni kation (Mg2 +). Sodeluje pri aktiviranju mnogih encimov v rastlinskih celicah, zlasti dekarboksilaze in dehidrogenaze, ki sodelujejo v ciklu tricarboksilne kisline ali Krebsovega cikla. Njegova najbolj znana funkcija je proizvodnja kisika iz vode med fotosintezo.

Natrij

Ta ion zahteva veliko rastlin s C4 metabolizmom in Crasuláceo kislino (CAM) za fiksacijo ogljika. Pomembno je tudi za regeneracijo fosfoenolpiruvata, substrata prve karboksilacije na prej omenjenih poteh..

Cink

Velike količine encimov potrebujejo cink za njihovo delovanje, nekatere rastline pa ga potrebujejo za biosintezo klorofila. Encimi za presnovo dušika, prenos energije in biosintetične poti drugih proteinov potrebujejo cink za njihovo delovanje. Je tudi strukturni del mnogih transkripcijskih faktorjev, pomembnih z genetskega vidika.

Baker

Baker je povezan z mnogimi encimi, ki sodelujejo v reakcijah redukcije oksidov, saj se lahko reverzibilno oksidira iz Cu + v Cu2 +. Primer teh encimov je plastocyanin, ki je odgovoren za prenos elektronov med svetlobnimi reakcijami fotosinteze.

Nikelj

Rastline nimajo posebne zahteve za ta mineral, toda veliko mikroorganizmov, ki določajo dušik in vzdržujejo simbiotične odnose z rastlinami, potrebujejo nikelj za encime, ki med fiksacijo obdelujejo plinske molekule vodika..

Molibden

Nitratna reduktaza in dušikaza sta med številnimi encimi, ki zahtevata delovanje molibdena. Nitratna reduktaza je odgovorna za katalizo redukcije nitrata v nitrit med asimilacijo dušika v rastlinah, in dušikova kislina pretvarja plinasti dušik v amonij v mikroorganizme, ki določajo dušik..

Diagnoza pomanjkljivosti

Prehranske spremembe v zelenjavi lahko diagnosticiramo na več načinov, med njimi je analiza listov ena najučinkovitejših metod.

Klorozo ali porumenelost, pojavljanje temno obarvanih necrotičnih madežev in njihovih vzorcev porazdelitve ter prisotnost pigmentov, kot so antociani, so del elementov, ki jih je treba upoštevati pri diagnosticiranju pomanjkljivosti..

Pomembno je razmisliti o relativni mobilnosti vsakega elementa, saj se vsi ne prevažajo z enako pravilnostjo. Tako lahko pri odraslih listih opazimo pomanjkanje elementov, kot so K, N, P in Mg, saj se ti elementi prenesejo v tkiva v formaciji.

Nasprotno, mladi listi bodo imeli pomanjkljivosti za elemente, kot so B, Fe in Ca, ki so v večini rastlin relativno nepremični..

Reference

  1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Osnove rastlinske fiziologije (2. izd.). Madrid: McGraw-Hill Interamericana de España.
  2. Barker, A., & Pilbeam, D. (2015). Priročnik o prehrani rastlin (2. izd.).
  3. Sattelmacher, B. (2001). Apoplast in njegov pomen za rastlinsko mineralno prehrano. New Phytologist, 149 (2), 167-192.
  4. Taiz, L., in Zeiger, E. (2010). Rastlinska fiziologija (5. izd.). Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates Inc.
  5. White, P.J. & Brown, P.H. (2010). Prehrana rastlin za trajnostni razvoj in globalno zdravje. Annals of Botany, 105 (7), 1073-1080.