Výživové makroživiny, mikronutrienty a diagnostika nedostatků



rostlinné výživy je soubor chemických procesů, kterými rostliny získávají živiny z půdy, které slouží jako podpora růstu a vývoje jejich orgánů. Rovněž se zvláštně zmiňuje o typech minerálních živin, které rostliny vyžadují, ao příznacích jejich nedostatků.

Studie výživy rostlin je zvláště důležitá pro ty, kteří jsou zodpovědní za péči a udržování plodin zemědělského zájmu, protože přímo souvisí s měřítkem výnosnosti a produkce..

Vzhledem k tomu, že dlouhodobé pěstování zeleniny způsobuje erozi a ochuzování nerostných surovin v půdě, velký pokrok v agrárním průmyslu souvisí s vývojem hnojiv, jejichž složení je pečlivě navrženo podle nutričních požadavků kultivarů zájmu..

Konstrukce těchto hnojiv vyžaduje bezpochyby rozsáhlé znalosti fyziologie a výživy rostlin, protože stejně jako v každém biologickém systému existují horní a dolní meze, ve kterých rostliny nemohou řádně fungovat, a to buď prostřednictvím nedostatek nebo přebytek nějakého prvku.

Index

  • 1 Jak jsou rostliny vyživovány?
    • 1.1 Základní prvky
  • 2 Makronutrienty
    • 2.1 Dusík
    • 2.2 Draslík
    • 2.3 Vápník
    • 2.4 Hořčík
    • 2.5 Fosfor
    • 2.6 Síra
    • 2.7 Křemík
  • 3 Mikronutrienty
    • 3.1 Chlor
    • 3.2 Železo
    • 3.3 Boro
    • 3.4 Mangan
    • 3.5 Sodík
    • 3.6 Zinek
    • 3.7 Měď
    • 3.8 Nikl
    • 3,9 molybden
  • 4 Diagnostika nedostatků
  • 5 Odkazy

Jak jsou vyživovány rostliny?

Kořeny hrají zásadní roli ve výživě rostlin. Minerální živiny jsou odebírány z "půdního roztoku" a jsou transportovány buď sympatickým (intracelulárním) nebo apoplastickým (extracelulárním) do vaskulárních svazků. Jsou naloženy do xylému a transportovány na stonek, kde plní různé biologické funkce.

Odběr živin z půdy přes syplast v kořenech a jejich následný transport do xylému apoplastickou cestou jsou různé procesy, které jsou zprostředkovány různými faktory..

To je si myslel, že cyklování živin reguluje příjem iontů k xylem, zatímco příliv k systate kořene může záviset na teplotě nebo vnější koncentraci iontů..

K transportu solutů do xylému dochází obecně pasivní difuzí nebo pasivním transportem iontů iontovými kanály, a to díky síle generované protonovými pumpami (ATPázy) exprimovanými v paratracheálních buňkách parenchymu..

Na druhé straně je transport do apoplastu poháněn rozdíly v hydrostatických tlacích z transpiračních listů.

Mnoho rostlin používá vzájemné vztahy k výživě sebe, jeden absorbovat jiné iontové formy nerostu (takový jako baktérie vázající dusík), zlepšit absorpční schopnost jejich kořenů nebo získat větší dostupnost jistých elementů (takový jako mycorrhizae)..

Základní prvky

Rostliny mají různé potřeby pro každou živinu, protože ne všechny se používají ve stejném poměru nebo pro stejné účely.

Podstatným prvkem je ta, která je základní složkou struktury nebo metabolismu rostliny a jejíž nepřítomnost způsobuje těžké abnormality v růstu, vývoji nebo reprodukci..

Obecně platí, že všechny prvky pracují ve struktuře, metabolismu a buněčné osmoregulaci. Klasifikace makro- a mikroživin souvisí s relativním množstvím těchto prvků v rostlinných tkáních.

Makronutrienty

Mezi makronutrienty patří dusík (N), draslík (K), vápník (Ca), hořčík (Mg), fosfor (P), síra (S) a křemík (Si). I když se základní prvky účastní mnoha různých buněčných událostí, lze poukázat na některé specifické funkce:

Dusík

Jedná se o minerální prvek, který rostliny vyžadují ve větším množství a je obvykle omezujícím prvkem v mnoha půdách, takže hnojiva mají obvykle ve svém složení dusík. Dusík je mobilní prvek a je nezbytnou součástí buněčné stěny, aminokyselin, proteinů a nukleových kyselin.

Ačkoli je obsah dusíku v atmosféře velmi vysoký, pouze rostliny rodiny Fabaceae jsou schopny používat molekulární dusík jako hlavní zdroj dusíku. Formy asimilované zbytkem jsou nitráty.

Draslík

Tento minerál se získává v rostlinách ve své monovalentní kationtové formě (K +) a podílí se na regulaci osmotického potenciálu buněk, jakož i aktivaci enzymů zapojených do dýchání a fotosyntézy..

Vápník

Obecně se nachází jako dvojmocné ionty (Ca2 +) a je nezbytný pro syntézu buněčné stěny, zejména vytvoření mediální lamely oddělující buňky během dělení. Podílí se také na tvorbě mitotického vřeténka a je nezbytný pro fungování buněčných membrán.

To má důležitou účast jako sekundární posel několika cest odezvy rostliny jak hormonální tak environmentální signály.

Může se vázat na kalmodulin a komplex reguluje enzymy, jako jsou kinázy, fosfatázy, cytoskeletální proteiny, signalizace, mimo jiné.

Hořčík

Hořčík se podílí na aktivaci mnoha enzymů ve fotosyntéze, dýchání a syntéze DNA a RNA. Navíc je strukturní součástí molekuly chlorofylu.

Fosfor

Fosforečnany jsou obzvláště důležité pro tvorbu meziproduktů cukr-fosfát dýchacích orgánů a fotosyntézy, jakož i součástí polárních skupin fosfolipidových hlav. ATP a příbuzné nukleotidy mají fosfor, stejně jako strukturu nukleových kyselin.

Síra

Boční řetězce aminokyselin cystein a methionin obsahují síru. Tento minerál je také důležitou složkou mnoha koenzymů a vitamínů, jako je koenzym A, S-adenosylmethionin, biotin, vitamin B1 a kyselina pantothenová, které jsou nezbytné pro metabolismus rostlin..

Křemík

Ačkoliv byl v rodině Equisetaceae prokázán pouze určitý požadavek na tento minerál, existuje důkaz, že akumulace tohoto minerálu v tkáních některých druhů přispívá k růstu, plodnosti a odolnosti vůči stresu..

Mikronutrienty

Mikronutrienty jsou chlor (Cl), železo (Fe), bor (B), mangan (Mn), sodík (Na), zinek (Zn), měď (Cu), nikl (Ni). a molybden (Mo). Podobně jako makronutrienty mají mikroživiny základní funkce v metabolismu rostlin, a to:

Chlor

Chlor se nachází v rostlinách jako aniontová forma (Cl-). Pro fotolýzní reakci vody, která probíhá během dýchání, je nezbytné; účastní se fotosyntetických procesů a syntézy DNA a RNA. Je také strukturní složkou kruhu molekuly chlorofylu.

Železo

Železo je důležitým kofaktorem pro širokou škálu enzymů. Její základní úloha spočívá v transportu elektronů v oxidačně redukčních reakcích, protože se může snadno oxidovat reverzibilně z Fe2 + na Fe3.+.

Jeho prvotní role je možná jako součást cytochromů, které jsou nezbytné pro transport světelné energie ve fotosyntetických reakcích.

Boro

Jeho přesná funkce nebyla zdůrazněna, nicméně důkazy naznačují, že je důležitý při prodloužení buněk, syntéze nukleových kyselin, hormonálních odpovědích, membránových funkcích a regulaci buněčného cyklu..

Mangan

Mangan se nachází jako divalentní kation (Mg2 +). Podílí se na aktivaci mnoha enzymů v rostlinných buňkách, zejména dekarboxylázách a dehydrogenázách zapojených do cyklu trikarboxylové kyseliny nebo Krebsova cyklu. Jeho nejznámější funkcí je produkce kyslíku z vody během fotosyntézy.

Sodík

Tento ion je vyžadován mnoha rostlinami s metabolismem C4 a kyselinou crasuláceo (CAM) pro fixaci uhlíku. Je také důležité pro regeneraci fosfoenolpyruvátu, substrátu první karboxylace na výše uvedených cestách.

Zinek

Velká množství enzymů vyžadují pro své fungování zinek a některé rostliny jej potřebují pro biosyntézu chlorofylu. Enzymy metabolismu dusíku, přenosu energie a biosyntetických drah jiných proteinů potřebují pro své fungování zinek. Je také strukturální součástí mnoha transkripčních faktorů důležitých z genetického hlediska.

Měď

Měď je spojena s mnoha enzymy, které se podílejí na oxidačně redukčních reakcích, protože může být reverzibilně oxidována z Cu + na Cu2 +. Příkladem těchto enzymů je plastocyanin, který je zodpovědný za přenos elektronů během světelných reakcí fotosyntézy.

Nikl

Rostliny nemají specifický požadavek na tento minerál, nicméně mnoho mikroorganismů, které fixují dusík, které udržují symbiotické vztahy s rostlinami, potřebuje nikl pro enzymy, které zpracovávají plynné molekuly vodíku během fixace..

Molybden

Nitrátová reduktáza a dusíkatáza patří mezi mnoho enzymů, které vyžadují molybden. Nitrát reduktáza je zodpovědná za katalýzu redukce dusičnanů na dusitany během asimilace dusíku v rostlinách a dusíkatá přeměna plynného dusíku na amonium v ​​mikroorganismech fixujících dusík.

Diagnostika nedostatků

Nutriční změny zeleniny mohou být diagnostikovány několika způsoby, mezi nimi je analýza listů jednou z nejúčinnějších metod.

Chlorosa nebo žloutnutí, výskyt tmavě zbarvených nekrotických skvrn a jejich distribuční vzorce, jakož i přítomnost pigmentů, jako jsou antokyaniny, jsou součástí prvků, které je třeba vzít v úvahu při diagnostice nedostatků..

Je důležité zvážit relativní mobilitu každého prvku, protože ne všechny jsou přepravovány se stejnou pravidelností. Deficit elementů, jako je K, N, P a Mg, může být tedy pozorován na dospělých listech, protože tyto elementy jsou translokovány do tkání, které se tvoří..

Naopak mladé listy budou vykazovat nedostatky u prvků jako B, Fe a Ca, které jsou ve většině rostlin relativně nehybné..

Odkazy

  1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Základy fyziologie rostlin (2. ed.). Madrid: McGraw-Hill Interamericana de España.
  2. Barker, A., & Pilbeam, D. (2015). Příručka výživy rostlin (2. vydání).
  3. Sattelmacher, B. (2001). Apoplast a jeho význam pro rostlinnou minerální výživu. New Fytologist, 149 (2), 167-192.
  4. Taiz, L., & Zeiger, E. (2010). Fyziologie rostlin (5. vydání). Sunderland, Massachusetts: Sinauer kolegové Inc.
  5. White, P. J., & Brown, P. H. (2010). Výživa rostlin pro udržitelný rozvoj a globální zdraví. Annals of Botany, 105 (7), 1073-1080.