Хранителни макронутриенти, микроелементи и диагностициране на недостатъците

на растително хранене е набор от химически процеси, чрез които растенията извличат хранителни вещества от почвата, които служат като подкрепа за растежа и развитието на техните органи. Специално се споменават и видовете минерални хранителни вещества, които растенията изискват, и симптомите на техните недостатъци.

Изследването на храненето на растенията е особено важно за тези, които са отговорни за грижите и поддържането на културите от земеделски интерес, тъй като е пряко свързано с мерките за добив и производство.

Тъй като продължителното отглеждане на зеленчуци причинява ерозия и минерално обедняване на почвите, големият напредък в аграрната индустрия е свързан с разработването на торове, чийто състав е внимателно проектиран в съответствие с хранителните нужди на културите от интерес..

Дизайнът на тези торове изисква, без съмнение, обширни познания за физиологията и храненето на растенията, тъй като, както във всяка биологична система, има горни и долни граници, при които растенията не могат да функционират правилно, нито чрез липса или излишък на някакъв елемент.

индекс

• 1 Как се подхранват растенията?
  • 1.1 Съществени елементи
• 2 Макроелементи
  • 2.1 Азот
  • 2.2 Калий
  • 2.3 Калций
  • 2.4 Магнезий
  • 2.5 Фосфор
  • 2.6 Сяра
  • 2.7 Силикон
• 3 микроелементи
  • 3.1 Хлор
  • 3.2 Желязо
  • 3.3 Боро
  • 3.4 Манган
  • 3.5 Натрий
  • 3.6 Цинк
  • 3.7 Мед
  • 3.8 Никел
  • 3.9 Молибден
• 4 Диагностика на недостатъците
• 5 Препратки

Как се подхранват растенията?

Корените играят основна роля в храненето на растенията. Минералните хранителни вещества се вземат от "почвения разтвор" и се транспортират или чрез симпатична (вътреклетъчна), или апопластична (извънклетъчна) към съдовите снопчета. Те се зареждат в ксилемата и се транспортират до стъблото, където изпълняват различни биологични функции.

Вземането на хранителни вещества от почвата през симпласта в корените и последващият им транспорт до ксилема чрез апопластичен път са различни процеси, медиирани от различни фактори..

Смята се, че цикличността на хранителните вещества регулира поемането на йони към ксилема, докато притокът към систата на корена може да зависи от температурата или от външната концентрация на йони..

Транспортирането на разтворените вещества към ксилема се осъществява обикновено чрез пасивна дифузия или пасивен транспорт на йони чрез йонни канали, благодарение на силата, генерирана от протонните помпи (АТРази), експресирани в паратрахеални клетки на паренхима..

От друга страна, транспортирането до апопласта се обуславя от разликите в хидростатичното налягане от транспираторните листа.

Много растения използват взаимовръзките, за да се подхранват, или да абсорбират други йонни форми на минерала (като азотфиксиращи бактерии), да подобрят абсорбционния капацитет на своите корени или да получат по-голяма наличност на определени елементи (като микоризи)..

Съществени елементи

Растенията имат различни нужди за всяко хранително вещество, тъй като не всички се използват в една и съща пропорция или за същите цели.

Съществен елемент е това, което е съставна част от структурата или метаболизма на растението и чието отсъствие причинява тежки аномалии в растежа, развитието или възпроизвеждането му..

Като цяло всички елементи работят в структурата, метаболизма и клетъчната осморегулация. Класификацията на макро- и микроелементи е свързана с относителното изобилие на тези елементи в растителните тъкани.

макронутриенти

Сред макронутриентите са азот (N), калий (K), калций (Ca), магнезий (Mg), фосфор (P), сяра (S) и силиций (Si). Въпреки че съществените елементи участват в много различни клетъчни събития, могат да се посочат някои специфични функции:

азот

Това е минералният елемент, който растенията изискват в по-големи количества и обикновено е ограничаващ елемент в много почви, така че торове обикновено имат азот в състава си. Азотът е мобилен елемент и е съществена част от клетъчната стена, аминокиселини, протеини и нуклеинови киселини.

Въпреки че съдържанието на атмосферен азот е много високо, само растенията от семейство Fabaceae могат да използват молекулен азот като основен източник на азот. Формите, усвоени от останалите, са нитрати.

калий

Този минерал се получава в растенията в неговата моновалентна катионна форма (К +) и участва в регулирането на осмотичния потенциал на клетките, както и в активирането на ензими, участващи в дишането и фотосинтезата..

калций

Обикновено се намира като двувалентни йони (Са2 +) и е от съществено значение за синтеза на клетъчната стена, по-специално за образуването на медиалната ламела, разделяща клетките по време на деленето. Той също така участва в образуването на митотичното вретено и е необходим за функционирането на клетъчните мембрани.

Той има важно участие като вторичен посланик на няколко пътища за отговор на растенията както хормонални, така и екологични сигнали.

Той може да се свърже с калмодулин и комплексът регулира ензими като кинази, фосфатази, цитоскелетни протеини, сигнализиращи за други.

магнезиев

Магнезият участва в активирането на много ензими при фотосинтеза, дишане и синтез на ДНК и РНК. Освен това тя е структурна част на молекулата на хлорофила.

фосфор

Фосфатите са особено важни за образуването на междинните съединения на дишането и фотосинтезата със захарен фосфат, както и за част от полярните групи на фосфолипидните глави. АТР и свързаните нуклеотиди притежават фосфор, както и структурата на нуклеиновите киселини.

сяра

Страничните вериги на аминокиселините цистеин и метионин съдържат сяра. Този минерал е също така важна съставка на много коензими и витамини като коензим А, S-аденозилметионин, биотин, витамин В1 и пантотенова киселина, които са от съществено значение за метаболизма на растенията..

силиций

Въпреки че в семейството на Equisetaceae е доказано само специфично изискване за този минерал, има доказателства, че натрупването на този минерал в тъканите на някои видове допринася за растежа, плодородието и устойчивостта към стреса..

микроелементи

Микронутриентите са хлор (Cl), желязо (Fe), бор (B), манган (Mn), натрий (Na), цинк (Zn), мед (Cu), никел (Ni). и молибден (Mo). Също като макронутриентите, микронутриентите имат съществени функции в метаболизма на растенията, а именно:

хлор

Хлорът се намира в растенията като анионна форма (Cl-). Това е необходимо за реакцията на фотолиза на водата, която се осъществява по време на дишането; участва в фотосинтетични процеси и в синтеза на ДНК и РНК. Той е и структурен компонент на пръстена на молекулата на хлорофила.

желязо

Желязото е важен кофактор за голямо разнообразие от ензими. Неговата основна роля включва транспортирането на електрони в окисни редукционни реакции, тъй като може лесно да се окисли обратимо от Fe2 + до Fe3+.

Нейната първична роля е може би като част от цитохромите, жизненоважни за транспортирането на светлинна енергия при фотосинтетични реакции.

бор

Не е посочена точната му функция, но доказателствата сочат, че е важно при клетъчното удължаване, синтеза на нуклеинова киселина, хормоналните реакции, мембранните функции и регулацията на клетъчния цикъл..

манган

Манганът се намира като двувалентен катион (Mg2 +). Той участва в активирането на много ензими в растителни клетки, по-специално декарбоксилази и дехидрогенази, включени в цикъла на трикарбоксилната киселина или цикъла на Кребс. Най-известната му функция е в производството на кислород от водата по време на фотосинтезата.

натрий

Този йон се изисква от много растения с С4 метаболизъм и красулацесова киселина (CAM) за фиксиране на въглерода. Също така е важно за регенерирането на фосфоенолпируват, субстратът на първото карбоксилиране в гореспоменатите пътища.

цинк

Големи количества ензими изискват цинк за тяхното функциониране, а някои растения се нуждаят от него за биосинтеза на хлорофил. Ензимите на азотния метаболизъм, трансфера на енергия и биосинтетичните пътища на други протеини се нуждаят от цинк за тяхното функциониране. Също така е структурна част от много транскрипционни фактори, важни от генетична гледна точка.

мед

Медът е свързан с много ензими, които участват в окисно-редукционни реакции, тъй като той може да бъде обратимо окислен от Cu + до Cu2 +. Пример за тези ензими е пластоцианинът, който е отговорен за пренасянето на електрони по време на светлинните реакции на фотосинтезата.

никел

Растенията нямат специфично изискване за този минерал, но много от азотфиксиращите микроорганизми, които поддържат симбиотични отношения с растенията, се нуждаят от никел за ензими, които обработват газообразни водородни молекули по време на фиксиране.

молибден

Нитрат редуктазата и азотната киселина са сред многото ензими, които изискват молибден да функционира. Нитрат редуктазата е отговорна за катализа на редукцията на нитрат до нитрит по време на усвояването на азот в растенията, а азотната киселина превръща газообразния азот в амоняк в азотфиксиращите микроорганизми..

Диагностика на недостатъците

Хранителните промени в зеленчуците могат да бъдат диагностицирани по няколко начина, сред които анализът на листа е един от най-ефективните методи.

Хлорозата или пожълтяването, появата на тъмно оцветени некротични петна и техните модели на разпространение, както и наличието на пигменти, като антоцианини, са част от елементите, които трябва да се вземат предвид при диагностицирането на недостатъците..

Важно е да се вземе предвид относителната мобилност на всеки елемент, тъй като не всички се транспортират със същата закономерност. По този начин, дефицитът на елементи като К, N, Р и Mg може да се наблюдава в листата на възрастните, тъй като тези елементи се преместват в тъканите в образуването.

Напротив, младите листа ще имат недостатъци за елементи като B, Fe и Ca, които са относително неподвижни в повечето от растенията.

препратки

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Основи на физиологията на растенията (2-ро изд.). Мадрид: Макгроу Хил Interamericana de España.
2. Barker, A., & Pilbeam, D. (2015). Наръчник за храненето на растенията (2-ро издание).
3. Sattelmacher, B. (2001). Апопластът и неговото значение за растителното минерално хранене. New Phytologist, 149 (2), 167-192.
4. Taiz, L., & Zeiger, E. (2010). Физиология на растенията (5-то изд.). Съндърланд, Масачузетс: Sinauer Associates Inc.
5. White, P.J. & Brown, P.H. (2010). Хранене на растенията за устойчиво развитие и глобално здраве. Annals of Botany, 105 (7), 1073-1080.