PLANTEERNÆRING: MAKRONÆRINGSSTOFFER, MIKRONÆRINGSSTOFFER, MANGLER - BIOLOGI - 2025

Den plantenæring er det sæt af kemiske processer, hvorved næringsstoffer udvundet fra jorden gulve, at støtte til vækst og udvikling af organer. Den henviser også specielt til de typer mineralnæringsstoffer, som planter har brug for, og symptomerne på deres mangler.

Undersøgelsen af ​​plantenæring er især vigtig for dem, der er ansvarlige for pleje og vedligeholdelse af afgrøder af landbrugsinteresse, da det er direkte relateret til målinger af udbytte og produktion.

Felt sået med majs (Kilde: pixabay.com/)

Da langvarig dyrkning af grøntsager forårsager erosion og mineraludarmning af jord, er de store fremskridt inden for landbrugsindustrien relateret til udviklingen af ​​gødning, hvis sammensætning er omhyggeligt designet i overensstemmelse med ernæringskravene til de interessante kultivarer.

Udformningen af ​​disse gødningsstoffer kræver uden tvivl et stort kendskab til plantefysiologi og ernæring, da der som i ethvert biologisk system er der øvre og nedre grænser, hvor planter ikke kan fungere ordentligt, hverken ved mangel på eller overskydende element.

Hvordan næres planter?

Rødderne spiller en grundlæggende rolle i plantenæring. Minerale næringsstoffer tages fra ”jordopløsningen” og transporteres enten via den forenklede (intracellulære) eller apoplastiske (ekstracellulære) rute til de vaskulære bundter. De indlæses i xylemen og transporteres til stammen, hvor de udfører forskellige biologiske funktioner.

Cikorie rod

Optagelse af næringsstoffer fra jorden gennem syplast i rødderne og deres efterfølgende transport til xylem gennem den apoplastiske vej er forskellige processer, formidlet af forskellige faktorer.

Næringscykling menes at regulere ionoptagelse i xylem, mens tilstrømning til rodsympatikeren kan være afhængig af temperatur eller ekstern ionkoncentration.

Transport af opløste stoffer til xylem foregår generelt ved passiv diffusion eller passiv transport af ioner gennem ionkanaler takket være den kraft, der genereres af protonpumperne (ATPaser), der udtrykkes i paratrachealcellerne i parenchymen.

På den anden side drives transport til apoplasten af ​​forskelle i hydrostatisk tryk fra de transpirerende blade.

Mange planter bruger gensidige forhold for at pleje sig selv, enten til at absorbere andre ioniske former af et mineral (såsom kvælstoffikserende bakterier), for at forbedre absorptionskapaciteten af ​​deres rødder eller for at få større tilgængelighed af visse elementer (såsom mycorrhizae)..

Væsentlige elementer

Planter har forskellige behov for hvert næringsstof, da ikke alle bruges i samme forhold eller til samme formål.

Et væsentligt element er en del af strukturen eller metabolismen af ​​en plante, og hvis fravær forårsager alvorlige abnormiteter i dens vækst, udvikling eller reproduktion.

Generelt fungerer alle elementer i cellulær struktur, metabolisme og osmoregulering. Klassificeringen af ​​makro- og mikronæringsstoffer har at gøre med den relative forekomst af disse elementer i plantevæv.

makronæringsstoffer

Blandt makronæringsstofferne er nitrogen (N), kalium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), fosfor (P), svovl (S) og silicium (Si). Selvom væsentlige elementer deltager i mange forskellige cellulære begivenheder, kan nogle specifikke funktioner påpeges:

Kvælstof

Dette er det mineralelement, som planter kræver i større mængder, og det er normalt et begrænsende element i mange jordarter, hvorfor gødning generelt har kvælstof i deres sammensætning. Kvælstof er et mobilt element og er en væsentlig del af cellevæggen, aminosyrer, proteiner og nukleinsyrer.

Selvom det atmosfæriske nitrogenindhold er meget højt, er det kun planter i Fabaceae-familien, der er i stand til at bruge molekylært nitrogen som den vigtigste kilde til nitrogen. De former, der kan assimileres af resten, er nitrater.

Kalium

Dette mineral opnås i planter i dets monovalente kationiske form (K +) og deltager i reguleringen af ​​cellernes osmotiske potentiale samt en aktivator af enzymer involveret i respiration og fotosyntesen.

Calcium

Det findes generelt som divalente ioner (Ca2 +) og er essentielt for cellevægssyntese, især dannelsen af ​​den midterste lamella, der adskiller celler under opdelingen. Det deltager også i dannelsen af ​​den mitotiske spindel og er påkrævet for funktion af cellemembraner.

Det har en vigtig rolle som en sekundær messenger i adskillige plantesponsveje både gennem hormonelle og miljømæssige signaler.

Det kan binde til calmodulin, og komplekset regulerer enzymer, såsom kinaser, phosphataser, cytoskeletale proteiner, signalproteiner, blandt andre.

Magnesium

Magnesium er involveret i aktiveringen af ​​mange enzymer i fotosyntesen, respiration og DNA- og RNA-syntese. Derudover er det en strukturel del af chlorophyllmolekylet.

Match

Phosfater er især vigtige til dannelse af sukker-phosphatmellemprodukter i respiration og fotosyntesen, ligesom de er en del af de polære grupper på phospholipidhovederne. ATP og beslægtede nukleotider har fosfor såvel som strukturen af ​​nukleinsyrer.

Svovl

Sidekæderne af aminosyrerne cystein og methionin indeholder svovl. Dette mineral er også en vigtig bestanddel af mange koenzymer og vitaminer, såsom coenzym A, S-adenosylmethionin, biotin, vitamin B1 og pantothensyre, der er afgørende for plantemetabolismen.

Silicon

På trods af det faktum, at kun et specifikt krav til dette mineral er blevet demonstreret i Equisoceae-familien, er der bevis for, at akkumuleringen af ​​dette mineral i vævene hos nogle arter bidrager til vækst, frugtbarhed og modstand mod stress.

Frøplante (kilde: pixabay.com/)

mikronæringsstoffer

Mikronæringsstofferne er klor (Cl), jern (Fe), bor (B), mangan (Mn), natrium (Na), zink (Zn), kobber (Cu), nikkel (Ni) og molybdæn (Mo). Ligesom makronæringsstoffer har mikronæringsstoffer væsentlige funktioner i plantemetabolismen, nemlig:

Klor

Klor findes i planter som den anioniske form (Cl-). Det er nødvendigt for fotolysereaktionen af ​​vand, der finder sted under respiration. deltager i fotosyntetiske processer og i syntesen af ​​DNA og RNA. Det er også en strukturel komponent i ringen af ​​chlorophyllmolekylet.

Jern

Jern er en vigtig cofaktor til en lang række enzymer. Dets grundlæggende rolle involverer transport af elektroner i oxidreduktionsreaktioner, da det let kan reversibelt oxideres fra Fe2 + til Fe3 +.

Dens primære rolle er måske som en del af cytokromerne, afgørende for transport af lysenergi ved fotosyntetiske reaktioner.

Bor

Dets nøjagtige funktion er ikke blevet specificeret, men bevis tyder på, at det er vigtigt i celleforlængelse, nukleinsyresyntese, i hormonelle responser, membranfunktioner og i reguleringen af ​​cellecyklussen.

Mangan

Mangan findes som en divalent kation (Mg2 +). Det deltager i aktiveringen af ​​mange enzymer i planteceller, især decarboxylaser og dehydrogenaser involveret i tricarboxylsyrecyklus eller Krebs-cyklus. Dets bedst kendte funktion er produktion af ilt fra vand under fotosyntesen.

Natrium

Denne ion kræves af mange planter med C4-metabolisme og crassulaceous acid (CAM) til kulstoffiksering. Det er også vigtigt for regenerering af phosphoenolpyruvat, underlaget til den første carboxylering på de førnævnte ruter.

Zink

Et stort antal enzymer kræver, at zink fungerer, og nogle planter har brug for det til klorofyllbiosyntese. Enzymer med nitrogenmetabolisme, energioverførsel og de biosyntetiske veje for andre proteiner har brug for zink for deres funktion. Det er også en strukturel del af mange genetisk vigtige transskriptionsfaktorer.

Kobber

Kobber er forbundet med mange enzymer, der deltager i oxidationsreduktionsreaktioner, da det kan reversibelt oxideres fra Cu + til Cu2 +. Et eksempel på disse enzymer er plastocyanin, der er ansvarlig for overførslen af ​​elektroner under lysreaktionerne ved fotosyntesen.

Nikkel

Planter har ikke et specifikt krav til dette mineral, men mange af de nitrogenfikserende mikroorganismer, der opretholder symbiotiske forbindelser med planter, har brug for nikkel til de enzymer, der behandler gasformige brintmolekyler under fiksering.

Molybdæn

Nitratreduktase og nitrogenase er blandt de mange enzymer, der kræver molybdæn for deres funktion. Nitratreduktase er ansvarlig for katalysen af ​​reduktionen af ​​nitrat til nitrit under kvælstofassimilering i planter, og nitrogenase omdanner gasformigt nitrogen til ammonium i nitrogenfikserende mikroorganismer.

Diagnose af mangler

Ernæringsændringer i grøntsager kan diagnosticeres på flere måder, blandt dem bladanalysen er en af ​​de mest effektive metoder.

Internerval klorose i Liquidambar styraciflua (Jim Conrad, via Wikimedia Commons)

Chlorose eller gulfarvning, udseendet af mørke farvede nekrotiske pletter og deres fordelingsmønstre samt tilstedeværelsen af ​​pigmenter såsom anthocyaniner, er en del af de elementer, der skal tages i betragtning under diagnosen mangler.

Det er vigtigt at overveje den relative mobilitet for hvert emne, da ikke alle transporteres med samme regelmæssighed. Dermed kan manglen på elementer, såsom K, N, P og Mg, observeres i de voksne blade, da disse elementer omplaceres mod vævene i dannelsen.

Tværtimod viser unge blade mangler for elementer som B, Fe og Ca, som er relativt ubevægelige i de fleste planter.

Referencer

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Fundamentals of Plant Physiology (2. udgave). Madrid: McGraw-Hill Interamericana fra Spanien.
2. Barker, A., & Pilbeam, D. (2015). Håndbog om plantenæring (2. udgave).
3. Sattelmacher, B. (2001). Apoplasten og dens betydning for plantemineral ernæring. Ny fytolog, 149 (2), 167-192.
4. Taiz, L., & Zeiger, E. (2010). Plantefysiologi (5. udg.). Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates Inc.
5. White, PJ, & Brown, PH (2010). Planteernæring til bæredygtig udvikling og global sundhed. Annals of Botany, 105 (7), 1073–1080.