PLANTEERNÆRING: MAKRONÆRINGSSTOFFER, MIKRONÆRINGSSTOFFER, MANGLER - BIOLOGI - 2026

Den plantenæring er det sett av kjemiske prosesser ved hvilke næringsstoffer ekstraheres fra bakken etasjer som støtte for vekst og utvikling av organer. Den viser også spesielt til hvilke typer mineralnæringsstoffer som planter trenger og symptomene på manglene.

Studiet av plantenæring er spesielt viktig for de som har ansvar for pleie og vedlikehold av avlinger av landbruksinteresse, siden det er direkte relatert til tiltakene for avkastning og produksjon.

Felt sådd med mais (Kilde: pixabay.com/)

Siden langvarig dyrking av grønnsaker forårsaker erosjon og mineralutarmning av jordsmonn, er de store fremskrittene i landbruksnæringen relatert til utvikling av gjødsel, hvis sammensetning er nøye designet i samsvar med ernæringsmessige krav til kultivarer av interesse.

Utformingen av disse gjødslingene krever uten tvil en enorm kunnskap om plantefysiologi og ernæring, siden det som i ethvert biologisk system, det er øvre og nedre grenser hvor planter ikke kan fungere ordentlig, enten av mangel eller overskudd av noe element.

Hvordan næres planter?

Røttene spiller en grunnleggende rolle i planteernæring. Mineralnæringsstoffer blir hentet fra "jordløsningen" og blir transportert enten via den forenklede (intracellulære) eller apoplastiske (ekstracellulære) ruten til de vaskulære buntene. De lastes inn i xylemet og transporteres til stammen, hvor de oppfyller forskjellige biologiske funksjoner.

Sikori rot

Opptak av næringsstoffer fra jorda gjennom syplasten i røttene og deres påfølgende transport til xylem gjennom den apoplastiske traseen er forskjellige prosesser, mediert av forskjellige faktorer.

Ernæringssykling antas å regulere ionopptaket i xylemet, mens tilstrømning inn i rotens sympatiske kan være avhengig av temperatur eller ytre ionkonsentrasjon.

Transport av oppløste stoffer til xylem skjer vanligvis ved passiv diffusjon eller passiv transport av ioner gjennom ionekanaler, takket være kraften som genereres av protonpumpene (ATPases) uttrykt i paratrachealceller i parenchym.

På den annen side drives transport til apoplasten av forskjeller i hydrostatisk trykk fra de transpirerende bladene.

Mange planter bruker gjensidige forhold for å gi næring til seg selv, enten for å absorbere andre ioniske former av et mineral (for eksempel nitrogenfikserende bakterier), for å forbedre absorpsjonskapasiteten til røttene deres, eller for å få større tilgjengelighet av visse elementer (for eksempel mycorrhizae). .

Essensielle elementer

Planter har forskjellige behov for hvert næringsstoff, siden ikke alle brukes i samme andel eller til samme formål.

Et vesentlig element er en del av strukturen eller metabolismen til en plante, og hvis fravær forårsaker alvorlige unormale vekster, utvikling eller reproduksjon.

Generelt fungerer alle elementene i cellulær struktur, metabolisme og osmoregulering. Klassifiseringen av makro- og mikronæringsstoffer har å gjøre med den relative forekomsten av disse elementene i plantevev.

makronæringsstoffer

Blant makronæringsstoffene er nitrogen (N), kalium (K), kalsium (Ca), magnesium (Mg), fosfor (P), svovel (S) og silisium (Si). Selv om essensielle elementer deltar i mange forskjellige mobilhendelser, kan noen spesifikke funksjoner påpekes:

nitrogen

Dette er det mineralelementet som planter trenger i større mengder, og det er vanligvis et begrensende element i mange jordarter, og det er grunnen til at gjødsel generelt har nitrogen i sin sammensetning. Nitrogen er et mobilt element og er en essensiell del av celleveggen, aminosyrer, proteiner og nukleinsyrer.

Selv om det atmosfæriske nitrogeninnholdet er veldig høyt, er det bare planter i familien Fabaceae som er i stand til å bruke molekylært nitrogen som viktigste kilde til nitrogen. Formene som kan assimileres av resten er nitrater.

kalium

Dette mineralet oppnås i planter i sin monovalente kationiske form (K +) og deltar i reguleringen av cellers osmotiske potensial, samt en aktivator av enzymer involvert i respirasjon og fotosyntese.

Kalsium

Det finnes generelt som toverdige ioner (Ca2 +) og er essensielt for celleveggsyntese, spesielt dannelsen av de midterste lamellene som skiller celler under deling. Den deltar også i dannelsen av den mitotiske spindelen og er påkrevd for cellemembranenes funksjon.

Det har en viktig rolle som en sekundær messenger i flere planteresponsveier både gjennom hormonelle og miljømessige signaler.

Det kan binde seg til calmodulin, og komplekset regulerer enzymer som kinaser, fosfataser, cytoskeletale proteiner, signalproteiner, blant andre.

magnesium

Magnesium er involvert i aktiveringen av mange enzymer i fotosyntese, respirasjon og DNA- og RNA-syntese. I tillegg er det en strukturell del av klorofyllmolekylet.

Kamp

Fosfater er spesielt viktige for dannelse av sukker-fosfat-mellomprodukter i respirasjon og fotosyntesen, i tillegg til at de er en del av de polare gruppene på fosfolipidhodene. ATP og beslektede nukleotider har fosfor, så vel som strukturen til nukleinsyrer.

Svovel

Sidekjedene til aminosyrene cystein og metionin inneholder svovel. Dette mineralet er også en viktig bestanddel av mange koenzymer og vitaminer som koenzym A, S-adenosylmetionin, biotin, vitamin B1 og pantotensyre, avgjørende for plantemetabolismen.

Silicon

Selv om det bare er demonstrert et spesielt krav til dette mineralet i Equisoceae-familien, er det bevis på at akkumulering av dette mineralet i vevene til noen arter bidrar til vekst, fruktbarhet og motstand mot stress.

Frøplante (kilde: pixabay.com/)

mikronæringsstoffer

Mikronæringsstoffer er klor (Cl), jern (Fe), bor (B), mangan (Mn), natrium (Na), sink (Zn), kobber (Cu), nikkel (Ni) og molybden (Mo). Som makronæringsstoffer har mikronæringsstoffer viktige funksjoner i plantemetabolismen, nemlig:

klor

Klor finnes i planter som den anioniske formen (Cl-). Det er nødvendig for fotolysereaksjonen av vann som finner sted under respirasjon; deltar i fotosyntetiske prosesser og i syntesen av DNA og RNA. Det er også en strukturell komponent i ringen til klorofyllmolekylet.

Jern

Jern er en viktig kofaktor for et stort utvalg av enzymer. Den grunnleggende rollen innebærer transport av elektroner i oksydreduksjonsreaksjoner, siden de lett kan reversibelt oksideres fra Fe2 + til Fe3 +.

Dens primære rolle er kanskje som en del av cytokromene, avgjørende for transport av lysenergi ved fotosyntetiske reaksjoner.

Boron

Den nøyaktige funksjonen har ikke blitt spesifisert, men bevis tyder på at den er viktig i celleforlengelse, nukleinsyresyntese, hormonelle responser, membranfunksjoner og cellesyklusregulering.

mangan

Mangan finnes som en divalent kation (Mg2 +). Det deltar i aktiveringen av mange enzymer i planteceller, spesielt dekarboksylaser og dehydrogenaser involvert i trikarboksylsyresyklusen eller Krebs syklus. Den mest kjente funksjonen er produksjon av oksygen fra vann under fotosyntesen.

natrium

Dette ionet kreves av mange planter med C4-metabolisme og cassulaceousous (CAM) for karbonfiksering. Det er også viktig for regenerering av fosfoenolpyruvat, underlaget til den første karboksyleringen i de nevnte ruter.

Sink

Et stort antall enzymer krever sink for å fungere, og noen planter trenger det for klorofyllbiosyntese. Enzymer av nitrogenmetabolisme, energioverføring og biosyntetiske veier til andre proteiner trenger sink for deres funksjon. Det er også en strukturell del av mange genetisk viktige transkripsjonsfaktorer.

Kobber

Kobber er assosiert med mange enzymer som deltar i oksidasjonsreduksjonsreaksjoner, siden det kan reversibelt oksideres fra Cu + til Cu2 +. Et eksempel på disse enzymene er plastocyanin, som er ansvarlig for overføring av elektroner under lysreaksjonene ved fotosyntesen.

nikkel

Planter har ikke et spesifikt krav til dette mineralet, men mange av de nitrogenfikserende mikroorganismer som opprettholder symbiotiske forhold med planter trenger nikkel for enzymene som behandler gassformige hydrogenmolekyler under fiksering.

molybden

Nitratreduktase og nitrogenase er blant de mange enzymer som krever molybden for deres funksjon. Nitratreduktase katalyserer reduksjonen av nitrat til nitritt under nitrogenassimilering i planter, og nitrogenase omdanner nitrogengass til ammoniakk i nitrogenfikserende mikroorganismer.

Diagnostisering av mangler

Ernæringsendringer i grønnsaker kan diagnostiseres på flere måter, blant dem er bladanalysen en av de mest effektive metodene.

Internerval klorose i Liquidambar styraciflua (Jim Conrad, via Wikimedia Commons)

Klorose eller gulfarging, utseendet på mørkfargede nekrotiske flekker og deres distribusjonsmønster, samt tilstedeværelsen av pigmenter som antocyaniner, er en del av elementene du må ta i betraktning under diagnosen mangler.

Det er viktig å ta hensyn til den relative mobiliteten til hvert element, siden ikke alle blir transportert med samme regelmessighet. Dermed kan mangelen på elementer som K, N, P og Mg observeres i de voksne bladene, siden disse elementene blir translokert mot vevene i formasjonen.

Tvert imot, unge blader vil vise mangler for elementer som B, Fe og Ca, som er relativt ubevegelige i de fleste planter.

referanser

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Fundamentals of Plant Physiology (2. utg.). Madrid: McGraw-Hill Interamericana of Spain.
2. Barker, A., & Pilbeam, D. (2015). Håndbok for plantenæring (2. utg.).
3. Sattelmacher, B. (2001). Apoplasten og dens betydning for plantemineral ernæring. Ny fytolog, 149 (2), 167-192.
4. Taiz, L., & Zeiger, E. (2010). Plantefysiologi (5. utg.). Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates Inc.
5. White, PJ, & Brown, PH (2010). Planteernæring for bærekraftig utvikling og global helse. Annals of Botany, 105 (7), 1073–1080.