Харчування рослин макроелементами, мікроелементами та діагностикою недоліків

The рослинне харчування це сукупність хімічних процесів, за допомогою яких рослини витягують з грунту поживні речовини, які служать опорою для росту і розвитку їх органів. Він також звертає особливу увагу на види мінеральних поживних речовин, які потребують рослини, і на симптоми їх недоліків.

Вивчення живлення рослин особливо важливе для тих, хто відповідає за догляд та утримання сільськогосподарських культур, оскільки він безпосередньо пов'язаний з показниками врожайності та виробництва.

Оскільки тривале вирощування овочів викликає ерозію та мінеральне збіднення ґрунтів, великі досягнення в аграрній промисловості пов'язані з розробкою добрив, склад яких ретельно розроблений відповідно до харчових потреб культурних культур..

Конструкція цих добрив вимагає, без сумніву, великих знань з фізіології та живлення рослин, оскільки, як і в будь-якій біологічній системі, існують верхня і нижня межі, в яких рослини не можуть функціонувати належним чином, або відсутність або надлишок деякого елемента.

Індекс

• 1 Як живляться рослини?
  • 1.1 Основні елементи
• 2 Макроелементи
  • 2.1 Азот
  • 2.2 Калій
  • 2.3 Кальцій
  • 2.4 Магній
  • 2.5 Фосфор
  • 2.6 Сірка
  • 2.7 Кремній
• 3 мікроелементи
  • 3.1 Хлор
  • 3.2 Залізо
  • 3.3 Боро
  • 3.4 Марганець
  • 3.5 Натрій
  • 3.6. Цинк
  • 3.7 Мідь
  • 3.8 Нікель
  • 3.9 Молібден
• 4 Діагностика недоліків
• 5 Посилання

Як живляться рослини?

Коріння відіграють фундаментальну роль у живленні рослин. Мінеральні поживні речовини взяті з «грунтового розчину» і транспортуються або симпатичними (внутрішньоклітинними), або апопластичними (позаклітинні) до судинних пучків. Вони завантажуються в ксилему і транспортуються до стебла, де вони виконують різноманітні біологічні функції.

Прийом поживних речовин з ґрунту через симпласт в корені та їх подальший транспорт до ксилеми апопластичним шляхом є різними процесами, опосередкованими різними факторами..

Вважається, що кругообіг поживних речовин регулює поглинання іонів до ксилеми, в той час як приплив до симстату кореня може залежати від температури або зовнішньої концентрації іонів..

Транспортування розчинених речовин до ксилеми відбувається в основному за допомогою пасивної дифузії або пасивного транспорту іонів за допомогою іонних каналів, завдяки силі, що генерується протонними насосами (АТФазами), що експресуються в паратрахеальних клітинах паренхіми..

З іншого боку, транспорт до апопласта обумовлений відмінностями в гідростатичних тисках від транспіраторних листків.

Багато рослин використовують взаємні відносини, щоб живити себе, або для поглинання інших іонних форм мінералу (таких як азотфіксуючі бактерії), для поліпшення абсорбційної здатності своїх коренів або для отримання більшої доступності певних елементів (таких як мікоризи)..

Суттєві елементи

Рослини мають різні потреби в кожній поживній речовині, оскільки не всі вони використовуються в одній пропорції або для тих же цілей.

Істотним елементом є те, що є складовою частиною структури або метаболізму рослини, і відсутність якої спричиняє серйозні аномалії росту, розвитку або відтворення..

Загалом, всі елементи працюють у структурі, обміні речовин і клітинних осморегуляціях. Класифікація макро- і мікроелементів має відношення до відносного вмісту цих елементів у рослинних тканинах.

Макроелементи

Серед макронутрієнтів - азот (N), калій (K), кальцій (Ca), магній (Mg), фосфор (P), сірка (S) і кремній (Si). Незважаючи на те, що істотні елементи беруть участь у багатьох різних клітинних подіях, можна виділити деякі специфічні функції:

Азот

Це мінеральний елемент, який рослини потребують у більших кількостях і зазвичай є обмежувальним елементом у багатьох грунтах, тому добрива зазвичай мають азот у своєму складі. Азот є рухомим елементом і є невід'ємною частиною клітинної стінки, амінокислот, білків і нуклеїнових кислот.

Хоча вміст азоту в атмосфері є дуже високим, тільки рослини сімейства Fabaceae здатні використовувати молекулярний азот як основний джерело азоту. Форми, засвоєні рештою, - нітрати.

Калій

Цей мінерал отримують у рослинах в його одновалентній катіонній формі (К +) і бере участь у регуляції осмотичного потенціалу клітин, а також активуючи ферменти, що беруть участь у диханні і фотосинтезі.

Кальцій

Вона зазвичай зустрічається як двовалентні іони (Ca2 +) і є необхідною для синтезу клітинної стінки, особливо утворення медіальної ламелі, що розділяє клітини під час ділення. Він також бере участь у формуванні мітотичного веретена і необхідний для функціонування клітинних мембран.

Він має важливу участь як вторинний посланник декількох шляхів відповіді рослин як гормональних, так і екологічних сигналів.

Він може зв'язуватися з кальмодуліном, а комплекс регулює такі ферменти, як кінази, фосфатази, цитоскелетние білки, сигналізуючи, серед іншого.

Магній

Магній бере участь в активації багатьох ферментів при фотосинтезі, диханні і синтезі ДНК і РНК. Крім того, вона є структурною частиною молекули хлорофілу.

Фосфор

Фосфати є особливо важливими для утворення проміжних продуктів дихання і фотосинтезу цукру-фосфату, а також як частина полярних груп головок фосфоліпідів. АТФ і споріднені нуклеотиди мають фосфор, а також структуру нуклеїнових кислот.

Сірка

Бічні ланцюги амінокислот цистеїну і метіоніну містять сірку. Цей мінерал також є важливою складовою багатьох коферментів і вітамінів, таких як кофермент А, S-аденозилметіонін, біотин, вітамін В1 і пантотенова кислота, необхідні для метаболізму рослин..

Кремній

Хоча в сім'ї Equisetaceae була продемонстрована лише особлива вимога до цього мінералу, є докази того, що накопичення цього мінералу в тканинах деяких видів сприяє росту, родючості та стійкості до стресу..

Мікроелементи

Мікроелементами є хлор (Cl), залізо (Fe), бор (B), марганець (Mn), натрій (Na), цинк (Zn), мідь (Cu), нікель (Ni). і молібден (Mo). Так само, як і макроелементи, мікроелементи мають важливі функції в метаболізмі рослин, а саме:

Хлор

Хлор знаходиться в рослинах як аніонна форма (Cl-). Це необхідно для реакції фотолізу води, що відбувається під час дихання; бере участь у фотосинтетичних процесах і в синтезі ДНК і РНК. Він також є структурним компонентом кільця молекули хлорофілу.

Залізо

Залізо є важливим кофактором для широкого кола ферментів. Її фундаментальна роль полягає в транспортуванні електронів в реакціях відновлення оксидів, оскільки вона може бути легко окислена з Fe2 + до Fe3+.

Її первинна роль, можливо, є частиною цитохромів, життєво важливих для транспортування світлової енергії в фотосинтетичних реакціях.

Боро

Його точна функція не була вказана, однак дані свідчать про те, що це важливо для елонгації клітин, синтезу нуклеїнових кислот, гормональних реакцій, функцій мембран і регуляції клітинного циклу..

Марганець

Марганець виявляється у вигляді двовалентного катіона (Mg2 +). Вона бере участь у активації багатьох ферментів у рослинних клітинах, зокрема декарбоксилазах і дегідрогеназах, що беруть участь у циклі трикарбонових кислот або циклі Кребса. Найбільш відомою його функцією є виробництво кисню з води під час фотосинтезу.

Натрій

Цей іон необхідний багатьом рослинам з C4 метаболізмом і краскулацевой кислотою (CAM) для вуглецевої фіксації. Це також важливо для регенерації фосфоенолпірувату, субстрату першого карбоксилювання на вищезазначених маршрутах.

Цинк

Велика кількість ферментів вимагає цинку для їх функціонування, а деякі рослини потребують його для біосинтезу хлорофілу. Ферменти метаболізму азоту, перенесення енергії та біосинтетичні шляхи інших білків потребують цинку для їх функціонування. Він також є структурною частиною багатьох факторів транскрипції, важливих з генетичної точки зору.

Мідь

Мідь пов'язана з багатьма ферментами, які беруть участь у окисно-відновних реакціях, оскільки вона може бути оборотно окислена від Cu + до Cu2 +. Прикладом цих ферментів є пластоціанін, який відповідає за перенесення електронів під час світлових реакцій фотосинтезу

Нікель

Рослини не мають специфічних вимог до цього мінералу, однак, багато азотфіксуючих мікроорганізмів, які підтримують симбіотичні відносини з рослинами, потребують нікелю для ферментів, які обробляють газоподібні молекули водню під час фіксації.

Молібден

Нітрат-редуктаза і нітрогеназа є одними з багатьох ферментів, які вимагають функціонування молібдену. Нітратредуктаза відповідає за каталіз відновлення нітрату до нітриту при засвоєнні азоту в рослинах, а нітрогеназа перетворює газоподібний азот в амоній в азотфіксуючих мікроорганізмах.

Діагностика недоліків

Харчові зміни в овочах можна діагностувати кількома способами, серед яких аналіз листя є одним з найбільш ефективних методів.

Хлороз або пожовтіння, поява темних некротичних плям та їх розповсюдження, а також наявність пігментів, таких як антоціани, є частиною елементів, які необхідно враховувати при діагностиці недоліків..

Важливо враховувати відносну рухливість кожного елемента, оскільки не всі транспортуються з однаковою регулярністю. Таким чином, у листі дорослих спостерігається дефіцит таких елементів, як K, N, P і Mg, оскільки ці елементи переміщуються до тканин у формуванні.

Навпаки, молоді листя будуть мати недоліки для таких елементів, як B, Fe і Ca, які є відносно нерухомими в більшості рослин.

Список літератури

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Основи фізіології рослин (2-е изд.). Мадрид: McGraw-Hill Interamericana de España.
2. Баркер, А., & Пілбім, Д. (2015). Довідник з живлення рослин (2-е изд.).
3. Sattelmacher, B. (2001). Апопласт і його значення для рослинного мінерального живлення. New Phytologist, 149 (2), 167-192.
4. Taiz, L., & Zeiger, E. (2010). Фізіологія рослин (5-е изд.). Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates Inc.
5. White, P.J. & Brown, P.H. (2010). Живлення рослин для сталого розвитку та глобального здоров'я. Аннали ботаніки, 105 (7), 1073-1080.