Výživové makroživiny, mikroživiny a diagnostika nedostatkov



rastlinnej výživy je súbor chemických procesov, ktorými rastliny získavajú živiny z pôdy, ktoré slúžia ako podpora rastu a vývoja ich orgánov. Osobitne sa odvoláva aj na druhy minerálnych živín, ktoré rastliny vyžadujú, a príznaky ich nedostatkov.

Výskum výživy rastlín je obzvlášť dôležitý pre tých, ktorí sú zodpovední za starostlivosť a udržiavanie plodín poľnohospodárskeho záujmu, pretože priamo súvisia s mierou výnosov a produkcie..

Vzhľadom k tomu, že dlhodobé pestovanie zeleniny spôsobuje eróziu a ochudobňovanie minerálov v pôde, veľký pokrok v agrárnom priemysle súvisí s vývojom hnojív, ktorých zloženie je starostlivo navrhnuté podľa nutričných požiadaviek kultivarov, ktoré sú predmetom záujmu..

Konštrukcia týchto hnojív si bezpochyby vyžaduje rozsiahle vedomosti o fyziológii a výžive rastlín, pretože tak ako v každom biologickom systéme, aj tu existujú horné a dolné hranice, v ktorých rastliny nemôžu fungovať správne, a to buď prostredníctvom nedostatok alebo nadbytok niektorých prvkov.

index

  • 1 Ako sa živia rastliny?
    • 1.1 Základné prvky
  • 2 Makronutrienty
    • 2.1 Dusík
    • 2.2 Draslík
    • 2.3 Vápnik
    • 2.4 Horčík
    • 2.5 Fosfor
    • 2.6 Síra
    • 2.7 Silikón
  • 3 Mikronutrienty
    • 3.1 Chlór
    • 3.2 Železo
    • 3.3 Boro
    • 3.4 Mangán
    • 3.5 Sodík
    • 3.6 Zinok
    • 3.7 Meď
    • 3.8 Nikel
    • 3,9 molybdénu
  • 4 Diagnostika nedostatkov
  • 5 Referencie

Ako sa živia rastliny?

Korene zohrávajú zásadnú úlohu vo výžive rastlín. Minerálne živiny sú prevzaté z "pôdneho roztoku" a sú transportované buď sympatickým (intracelulárnym) alebo apoplastickým (extracelulárnym) do cievnych zväzkov. Sú naložené do xylému a transportované na stonku, kde spĺňajú rôzne biologické funkcie.

Odber živín z pôdy cez syplast v koreňoch a ich následný transport do xylému apoplastickou cestou sú rôzne procesy, sprostredkované rôznymi faktormi.

Predpokladá sa, že kolobeh živín reguluje príjem iónov smerom k xylému, zatiaľ čo prítok smerom k symetrickému koreňu môže závisieť od teploty alebo vonkajšej koncentrácie iónov..

K transportu rozpustených látok do xylému dochádza všeobecne pasívnou difúziou alebo pasívnym transportom iónov iónovými kanálmi vďaka sile generovanej protónovými pumpami (ATPázy) exprimovanými v paratracheálnych bunkách parenchýmu..

Na druhej strane je transport do apoplastu poháňaný rozdielmi hydrostatických tlakov z transpiračných listov.

Mnohé rastliny využívajú vzájomné vzťahy na to, aby sa živili, či už absorbujú iné iónové formy minerálu (ako sú baktérie fixujúce dusík), zlepšujú absorpčnú schopnosť ich koreňov alebo získavajú väčšiu dostupnosť určitých prvkov (napríklad mycorrhizae)..

Základné prvky

Rastliny majú rôzne potreby pre každú živinu, pretože nie všetky sa používajú v rovnakom pomere alebo na rovnaké účely.

Základným prvkom je tá, ktorá je súčasťou štruktúry alebo metabolizmu rastliny a ktorej neprítomnosť spôsobuje závažné abnormality v raste, vývoji alebo reprodukcii..

Všeobecne platí, že všetky prvky fungujú v štruktúre, metabolizme a bunkovej osmoregulácii. Klasifikácia makro- a mikroživín súvisí s relatívnym výskytom týchto prvkov v rastlinných tkanivách.

macronutrients

Medzi makronutrienty patrí dusík (N), draslík (K), vápnik (Ca), horčík (Mg), fosfor (P), síra (S) a kremík (Si). Hoci sa základné prvky podieľajú na mnohých rôznych bunkových udalostiach, možno poukázať na niektoré špecifické funkcie:

dusík

Toto je minerálny prvok, ktorý rastliny potrebujú vo väčších množstvách a je zvyčajne limitujúcim prvkom v mnohých pôdach, takže hnojivá majú zvyčajne v zložení dusík. Dusík je mobilný prvok a je nevyhnutnou súčasťou bunkovej steny, aminokyselín, proteínov a nukleových kyselín.

Aj keď je obsah dusíka v atmosfére veľmi vysoký, len rastliny rodiny Fabaceae sú schopné použiť molekulárny dusík ako hlavný zdroj dusíka. Formy asimilované zvyškom sú nitráty.

draslík

Tento minerál sa získava v rastlinách v jeho monovalentnej katiónovej forme (K +) a podieľa sa na regulácii osmotického potenciálu buniek, ako aj aktivujúcich enzýmov podieľajúcich sa na dýchaní a fotosyntéze..

vápnik

Všeobecne sa nachádza vo forme dvojmocných iónov (Ca2 +) a je nevyhnutná na syntézu bunkovej steny, najmä na vytvorenie mediálnej lamely, ktorá oddeľuje bunky počas delenia. Podieľa sa aj na tvorbe mitotického vretienka a je potrebný na fungovanie bunkových membrán.

Má významnú účasť ako sekundárny posol niekoľkých ciest odozvy rastlín ako hormonálnych, tak aj environmentálnych signálov.

Môže sa viazať na kalmodulín a komplex reguluje enzýmy, ako sú kinázy, fosfatázy, cytoskeletálne proteíny, signalizácia, okrem iného..

magnézium

Horčík sa podieľa na aktivácii mnohých enzýmov vo fotosyntéze, respirácii a syntéze DNA a RNA. Okrem toho je to štruktúrna časť molekuly chlorofylu.

fosfor

Fosforečnany sú obzvlášť dôležité pre tvorbu medziproduktov cukor-fosfát dýchania a fotosyntézy, ako aj sú súčasťou polárnych skupín fosfolipidových hláv. ATP a príbuzné nukleotidy majú fosfor, ako aj štruktúru nukleových kyselín.

síra

Bočné reťazce aminokyselín cysteín a metionín obsahujú síru. Tento minerál je tiež dôležitou zložkou mnohých koenzýmov a vitamínov, ako sú koenzým A, S-adenosylmetionín, biotín, vitamín B1 a kyselina pantoténová, ktoré sú nevyhnutné pre metabolizmus rastlín..

kremík

Aj keď v rodine Equisetaceae bola preukázaná len určitá požiadavka na tento minerál, existuje dôkaz, že akumulácia tohto minerálu v tkanivách niektorých druhov prispieva k rastu, plodnosti a odolnosti voči stresu..

stopové prvky

Mikronutrienty sú chlór (Cl), železo (Fe), bór (B), mangán (Mn), sodík (Na), zinok (Zn), meď (Cu), nikel (Ni). a molybdén (Mo). Rovnako ako makronutrienty, aj mikroživiny majú základné funkcie v metabolizme rastlín, a to:

chlór

Chlór sa nachádza v rastlinách ako aniónová forma (Cl-). Pre fotolýznu reakciu vody, ktorá sa uskutočňuje počas dýchania, je nevyhnutné; zúčastňuje sa fotosyntetických procesov a syntézy DNA a RNA. Je tiež štrukturálnou zložkou kruhu molekuly chlorofylu.

železo

Železo je dôležitým kofaktorom pre širokú škálu enzýmov. Jeho základná úloha spočíva v transporte elektrónov pri oxidačno-redukčných reakciách, pretože sa dá ľahko oxidovať reverzibilne z Fe2 + na Fe3.+.

Jeho prvoradá úloha je pravdepodobne súčasťou cytochrómov, nevyhnutných pre transport svetelnej energie vo fotosyntetických reakciách.

bor

Jeho presná funkcia nebola zdôraznená, ale dôkazy naznačujú, že je dôležitá pri predlžovaní buniek, syntéze nukleových kyselín, hormonálnych reakciách, membránových funkciách a regulácii bunkového cyklu..

mangán

Mangán sa nachádza ako dvojmocný katión (Mg2 +). Podieľa sa na aktivácii mnohých enzýmov v rastlinných bunkách, najmä dekarboxylázach a dehydrogenázach zapojených do cyklu trikarboxylových kyselín alebo Krebsovho cyklu. Jeho najznámejšou funkciou je produkcia kyslíka z vody počas fotosyntézy.

sodík

Tento ión je vyžadovaný mnohými rastlinami s metabolizmom C4 a kyselinou crasuláceo (CAM) na fixáciu uhlíka. Je tiež dôležité pre regeneráciu fosfoenolpyruvátu, substrátu prvej karboxylácie na vyššie uvedených cestách.

zinok

Veľké množstvo enzýmov vyžaduje pre svoje fungovanie zinok a niektoré rastliny ho potrebujú na biosyntézu chlorofylu. Enzýmy metabolizmu dusíka, prenosu energie a biosyntetických ciest iných proteínov potrebujú pre svoju činnosť zinok. Je tiež štrukturálnou súčasťou mnohých transkripčných faktorov dôležitých z genetického hľadiska.

meď

Meď je spojená s mnohými enzýmami, ktoré sa podieľajú na oxidačno-redukčných reakciách, pretože môže byť reverzibilne oxidovaná z Cu + na Cu2 +. Príkladom týchto enzýmov je plastocyanín, ktorý je zodpovedný za prenos elektrónov počas svetelných reakcií fotosyntézy.

nikel

Rastliny nemajú špecifickú požiadavku na tento minerál, avšak mnohé z mikroorganizmov na fixáciu dusíka, ktoré udržiavajú symbiotické vzťahy s rastlinami, potrebujú nikel pre enzýmy, ktoré spracúvajú plynné molekuly vodíka počas fixácie.

molybdén

Nitrát reduktáza a dusíkáza patria medzi mnoho enzýmov, ktoré vyžadujú molybdén. Dusičnanreduktáza je zodpovedná za katalýzu redukcie dusičnanov na dusitany počas asimilácie dusíka v rastlinách a dusíkatý plyn premieňa plynný dusík na amoniak v mikroorganizmoch fixujúcich dusík..

Diagnostika nedostatkov

Nutričné ​​zmeny v zelenine možno diagnostikovať niekoľkými spôsobmi, medzi nimi je analýza listov jednou z najúčinnejších metód.

Chlorosa alebo zožltnutie, výskyt tmavých farebných nekrotických škvŕn a ich vzory distribúcie, ako aj prítomnosť pigmentov, ako sú napríklad antokyaníny, sú súčasťou prvkov, ktoré treba brať do úvahy pri diagnostike nedostatkov..

Je dôležité zvážiť relatívnu pohyblivosť každého prvku, pretože nie všetky sú prepravované s rovnakou pravidelnosťou. Deficit elementov, ako je K, N, P a Mg, je teda možné pozorovať na dospelých listoch, pretože tieto elementy sú premiestnené do tkanív, ktoré sa tvoria..

Naopak, mladé listy budú vykazovať nedostatky pre prvky ako B, Fe a Ca, ktoré sú vo väčšine rastlín relatívne nehybné..

referencie

  1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Základy fyziológie rastlín (2. ed.). Madrid: McGraw-Hill Interamericana de España.
  2. Barker, A., & Pilbeam, D. (2015). Príručka výživy rastlín (2. vydanie).
  3. Sattelmacher, B. (2001). Apoplast a jeho význam pre rastlinnú minerálnu výživu. New Fytologist, 149 (2), 167-192.
  4. Taiz, L., & Zeiger, E. (2010). Fyziológia rastlín (5. vydanie). Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates Inc.
  5. White, P. J., & Brown, P. H. (2010). Výživa rastlín pre trvalo udržateľný rozvoj a globálne zdravie. Annals of Botany, 105 (7), 1073-1080.