ХАРЧУВАННЯ РОСЛИН: МАКРОЕЛЕМЕНТИ, МІКРОЕЛЕМЕНТИ, ДЕФІЦИТ - БІОЛОГІЯ - 2025

Живлення рослин є сукупність хімічних процесів , з допомогою якого поживні речовини , витягнуті з підземних поверхів , що підтримка зростання і розвитку органів. Він також спеціально посилається на види мінеральних поживних речовин, які потребують рослини, та симптоми їх дефіциту.

Вивчення живлення рослин особливо важливе для тих, хто відповідає за доглядом та утриманням сільськогосподарських культур, що мають інтерес, оскільки воно безпосередньо пов'язане з заходами врожайності та виробництва.

Поле, засіяне кукурудзою (Джерело: pixabay.com/)

Оскільки тривале вирощування овочів спричиняє ерозію та мінеральне збіднення ґрунтів, великі успіхи в аграрній галузі пов'язані з розробкою добрив, склад яких ретельно розроблений відповідно до харчових вимог цікавих культурних культур.

Конструкція цих добрив вимагає, без сумніву, широких знань про фізіологію та харчування рослин, оскільки, як і в будь-якій біологічній системі, існують верхня і нижня межі, в яких рослини не можуть нормально функціонувати, як відсутність або надлишок якогось елемента.

Як живлять рослини?

Коріння відіграють фундаментальну роль у харчуванні рослин. Мінеральні поживні речовини беруться з «ґрунтового розчину» і транспортуються або спрощеним (внутрішньоклітинним), або апопластичним (позаклітинним) шляхом до судинних пучків. Вони завантажуються в ксилему і транспортуються до стебла, де вони виконують різні біологічні функції.

Корінь цикорію

Надходження поживних речовин із ґрунту через сипласт у коріння та подальше їх транспортування до ксилеми апопластичним шляхом - це різні процеси, опосередковані різними факторами.

Вважається, що кругообіг живильних речовин регулює поглинання іонів у ксилему, тоді як приплив до кореня симпатику може залежати від температури або концентрації зовнішніх іонів.

Транспорт розчинних речовин до ксилеми, як правило, відбувається пасивною дифузією або пасивним транспортом іонів через іонні канали, завдяки силі, що створюється протоновими насосами (АТФазами), вираженими в паратрахеальних клітинах паренхіми.

З іншого боку, транспортування до апопласту ведеться за рахунок відмінностей гідростатичного тиску від листя, що минає.

Багато рослин використовують взаємні стосунки, щоб живити себе, або для поглинання інших іонних форм мінералу (наприклад, бактерій, що закріплюють азот), для поліпшення здатності до поглинання коренів, або для отримання більшої доступності певних елементів (наприклад, мікоризи). .

Основні елементи

Рослини мають різні потреби в кожній поживній речовині, оскільки не всі використовуються в однаковій пропорції або в одних і тих же цілях.

Важливим елементом є той, який є складовою частиною структури або метаболізму рослини і відсутність якої спричиняє серйозні порушення в його рості, розвитку чи розмноженні.

Взагалі всі елементи функціонують у клітинній структурі, обміні речовин та осморегуляції. Класифікація макро- та мікроелементів має відношення до відносної кількості цих елементів у рослинних тканинах.

Макроелементи

Серед макроелементів - азот (N), калій (K), кальцій (Ca), магній (Mg), фосфор (P), сірка (S) та кремній (Si). Хоча істотні елементи беруть участь у багатьох різних стільникових подіях, можна вказати на деякі конкретні функції:

Азот

Це мінеральний елемент, який потребують рослини у більшій кількості, і він, як правило, є обмежуючим елементом у багатьох ґрунтах, саме тому добрива зазвичай мають у своєму складі азот. Азот є рухливим елементом і є важливою частиною клітинної стінки, амінокислот, білків та нуклеїнових кислот.

Хоча вміст азоту в атмосфері дуже високий, лише рослини родини Fabaceae здатні використовувати молекулярний азот як основне джерело азоту. Форми, що засвоюються рештою, - це нітрати.

Калій

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

Кальцій

Він, як правило, зустрічається як двовалентні іони (Са2 +) і має важливе значення для синтезу клітинної стінки, особливо для формування середньої пластинки, яка розділяє клітини під час поділу. Він також бере участь у формуванні мітотичного веретена і необхідний для функціонування клітинних мембран.

Він відіграє важливу роль як вторинний вісник у кількох шляхах реагування рослин як через гормональні, так і через екологічні сигнали.

Він може зв'язуватися з кальмодуліном і комплекс регулює ферменти, такі як кінази, фосфатази, цитоскелетні білки, сигнальні білки, серед інших.

Магній

Магній бере участь в активації багатьох ферментів у фотосинтезі, диханні та синтезі ДНК та РНК. Крім того, він є структурною частиною молекули хлорофілу.

Матч

Фосфати особливо важливі для утворення цукро-фосфатних проміжних речовин дихання та фотосинтезу, а також входять до складу полярних груп на фосфоліпідних голівках. АТФ і споріднені нуклеотиди мають фосфор, а також структуру нуклеїнових кислот.

Сірка

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

Кремній

Незважаючи на те, що в родині Equisoceae було продемонстровано лише особливу потребу до цього мінералу, є дані, що накопичення цього мінералу в тканинах деяких видів сприяє зростанню, родючості та стійкості до стресу.

Розсада (Джерело: pixabay.com/)

Мікроелементи

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

Хлор

Хлор міститься в рослинах як аніонна форма (Cl-). Це необхідно для реакції фотолізу води, яка відбувається під час дихання; бере участь у фотосинтетичних процесах та в синтезі ДНК та РНК. Це також структурний компонент кільця молекули хлорофілу.

Залізо

Залізо є важливим кофактором для найрізноманітніших ферментів. Його основна роль полягає в транспортуванні електронів в реакціях відновлення оксиду, оскільки він може бути легко оборотно окислений від Fe2 + до Fe3 +.

Його основна роль, можливо, є частиною цитохромів, життєво важливих для транспортування світлової енергії у фотосинтетичних реакціях.

Бор

Його точна функція не визначена, проте дані свідчать про те, що вона важлива при подовженні клітин, синтезі нуклеїнових кислот, гормональних реакціях, функції мембрани та регуляції клітинного циклу.

Марганець

Марганець зустрічається як двовалентний катіон (Mg2 +). Він бере участь в активації багатьох ферментів рослинних клітин, зокрема декарбоксилаз та дегідрогеназ, що беруть участь у циклі трикарбонової кислоти або циклі Кребса. Найвідоміша його функція - у виробництві кисню з води під час фотосинтезу.

Натрій

Цей іон необхідний багатьом рослинам з метаболізмом С4 і красноядної кислотою (САМ) для фіксації вуглецю. Це також важливо для регенерації фосфоенолпірувату, субстрату першого карбоксилювання за вищезазначеними шляхами.

Цинк

Велика кількість ферментів вимагає функціонування цинку, а деякі рослини потребують його для біосинтезу хлорофілу. Ферменти азотного обміну, передачі енергії та біосинтетичних шляхів інших білків потребують цинку для своєї функції. Він також є структурною частиною багатьох генетично важливих факторів транскрипції.

Мідь

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

Нікель

Рослини не мають конкретної вимоги до цього мінералу, однак, багато мікроорганізмів, що фіксують азот, які підтримують симбіотичні зв’язки з рослинами, потребують нікелю для ферментів, які переробляють газоподібні молекули водню під час фіксації.

Молібден

Нітрат-редуктаза та нітрогеназа є одними з безлічі ферментів, які потребують молібдену для своєї функції. Нітратредуктаза каталізує відновлення нітрату до нітриту під час засвоєння азоту в рослинах, а нітрогеназа перетворює газ азоту в аміак у мікроорганізми, що фіксують азот.

Діагностика недоліків

Зміни харчування в овочах можна діагностувати декількома способами, серед них позакореневий аналіз є одним з найбільш ефективних методів.

Міжнервальний хлороз у рідкому стирацифлуа (Джим Конрад, через Wikimedia Commons)

Хлороз або пожовтіння, поява некротичних плям темного кольору та їх розподіл, а також наявність пігментів, таких як антоціани, є частиною елементів, які слід враховувати під час діагностики недоліків.

Важливо врахувати відносну мобільність кожного товару, оскільки не всі перевозяться з однаковою регулярністю. Таким чином, дефіцит таких елементів, як K, N, P і Mg, може спостерігатися у дорослих листках, оскільки ці елементи переносяться в бік тканин, що утворюються.

Навпаки, у молодих листків виявляться недоліки таких елементів, як B, Fe та Ca, які відносно нерухомі у більшості рослин.

Список літератури

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Основи фізіології рослин (2-е видання). Мадрид: Іспанія McGraw-Hill Interamericana.
2. Barker, A., & Pilbeam, D. (2015). Посібник з живлення рослин (2-е видання).
3. Sattelmacher, B. (2001). Апопласт і його значення для живлення рослин мінеральними речовинами. Новий фітолог, 149 (2), 167-192.
4. Таїз, Л., & Zeiger, E. (2010). Фізіологія рослин (5-е видання). Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates Inc.
5. White, PJ, та Brown, PH (2010). Харчування рослин для сталого розвитку та глобального здоров'я. Анали ботаніки, 105 (7), 1073–1080.