Delen:
Membraanvoedingsstoffen voor plantenvoeding, micronutriënten en diagnose van tekortkomingen
de plantaardige voeding is de verzameling chemische processen waarmee planten voedingsstoffen uit de grond halen die als ondersteuning dienen voor de groei en ontwikkeling van hun organen. Het verwijst ook specifiek naar de soorten minerale voedingsstoffen die planten nodig hebben en de symptomen van hun tekortkomingen.
Het onderzoek naar plantenvoeding is met name van belang voor degenen die verantwoordelijk zijn voor de verzorging en het onderhoud van gewassen van agrarisch belang, omdat het rechtstreeks verband houdt met de maatregelen voor opbrengst en productie.
Omdat de langdurige teelt van groenten erosie en minerale verarming van de bodem veroorzaakt, houden de grote vorderingen in de agrarische industrie verband met de ontwikkeling van meststoffen waarvan de samenstelling zorgvuldig is afgestemd op de voedingsbehoeften van de cultivars van belang..
Het ontwerp van dergelijke meststoffen nodig, zonder twijfel een uitgebreide kennis van de fysiologie en plantenvoeding, want in elk biologisch systeem, zijn er boven- en ondergrens waarbij planten niet goed functioneren, hetzij gebrek of teveel van een bepaald element.
index
- 1 Hoe planten worden gevoed?
- 1.1 Essentiële elementen
- 2 Macronutriënten
- 2.1 Stikstof
- 2.2 Kalium
- 2.3 Calcium
- 2.4 Magnesium
- 2.5 Fosfor
- 2.6 Zwavel
- 2.7 Silicium
- 3 Micronutriënten
- 3.1 Chloor
- 3.2 IJzer
- 3.3 Boro
- 3.4 Mangaan
- 3.5 Natrium
- 3.6 Zink
- 3.7 Koper
- 3.8 Nikkel
- 3.9 Molybdeen
- 4 Diagnose van tekortkomingen
- 5 Referenties
Hoe planten worden gevoed?
Wortels spelen een fundamentele rol in plantenvoeding. De minerale voedingsstoffen worden uit de "bodemoplossing" genomen en ofwel door sympathische (intracellulaire) of apoplastische (extracellulaire) cellen naar de vaatbundels getransporteerd. Ze worden in het xyleem geladen en naar de stengel getransporteerd, waar ze verschillende biologische functies vervullen.
Het opnemen van voedingsstoffen uit de grond via de symplast in de wortels en hun daaropvolgende transport naar het xyleem langs de apoplastische route zijn verschillende processen, gemedieerd door verschillende factoren.
Er wordt gedacht dat het cycleren van voedingsstoffen de opname van ionen naar het xyleem reguleert, terwijl de instroom naar de symstaat van de wortel kan afhangen van de temperatuur of de externe concentratie van de ionen.
Het transport van opgeloste stoffen naar het xyleem vindt in het algemeen plaats door passieve diffusie of passief transport van ionen door ionkanalen, dankzij de kracht die wordt gegenereerd door de protonpompen (ATPases) die worden uitgedrukt in paratracheale cellen van het parenchym..
Aan de andere kant wordt transport naar de apoplast aangedreven door verschillen in hydrostatische druk van de transpirerende bladeren.
Veel planten gebruiken mutualistische relaties om zichzelf te voeden, om andere ionische vormen van een mineraal (zoals stikstofbindende bacteriën) te absorberen, om de opnamecapaciteit van hun wortels te verbeteren of om een grotere beschikbaarheid van bepaalde elementen (zoals mycorrhizae) te verkrijgen..
Essentiële elementen
Planten hebben verschillende behoeften voor elke voedingsstof, omdat ze niet alle in dezelfde verhouding of voor dezelfde doeleinden worden gebruikt.
Een essentieel element is datgene wat een bestanddeel van de structuur of het metabolisme van een plant is en waarvan de afwezigheid ernstige afwijkingen in de groei, ontwikkeling of reproductie daarvan veroorzaakt..
Over het algemeen werken alle elementen in de structuur, het metabolisme en de cellulaire osmoregulatie. De classificatie van macro- en micronutriënten heeft te maken met de relatieve abundantie van deze elementen in plantenweefsels.
macronutriënten
Onder de macronutriënten zijn stikstof (N), kalium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), fosfor (P), zwavel (S) en silicium (Si). Hoewel de essentiële elementen deelnemen aan veel verschillende cellulaire gebeurtenissen, kunnen enkele specifieke functies worden vermeld:
stikstof
Dit is het minerale element dat planten in grotere hoeveelheden nodig hebben en is meestal een beperkend element in veel bodems, zodat meststoffen meestal stikstof in hun samenstelling hebben. Stikstof is een mobiel element en vormt een essentieel onderdeel van de celwand, aminozuren, eiwitten en nucleïnezuren.
Hoewel het stikstofgehalte in de atmosfeer erg hoog is, kunnen alleen planten van de Fabaceae-familie moleculaire stikstof gebruiken als de belangrijkste bron van stikstof. De vormen geassimileerd door de rest zijn nitraten.
kalium
Dit mineraal wordt bereikt planten in de vorm eenwaardig kation (K +) en neemt deel aan de regulatie van de osmotische potentiaal van cellen en activeren van enzymen die betrokken zijn bij de respiratie en fotosynthese.
calcium
Het wordt over het algemeen gevonden als tweewaardige ionen (Ca2 +) en is essentieel voor de synthese van de celwand, vooral de vorming van de mediale lamellen die de cellen scheiden tijdens deling. Het neemt ook deel aan de vorming van de mitotische spil en is vereist voor het functioneren van celmembranen.
Het heeft een belangrijke participatie als een secundaire boodschapper van verschillende routes van plantaardige respons, zowel hormonale als omgevingssignalen.
Het kan binden aan calmoduline en het complex reguleert enzymen zoals kinasen, fosfatasen, cytoskeletale eiwitten, signalering, onder andere.
magnesium
Magnesium is betrokken bij de activering van vele enzymen in fotosynthese, ademhaling en synthese van DNA en RNA. Bovendien is het een structureel onderdeel van het chlorofylmolecuul.
fosfor
Fosfaten zijn bijzonder belangrijk voor de vorming van de suiker-fosfaat tussenproducten met ademhaling en fotosynthese, naast die deel uitmaken van de polaire groepen van de koppen van de fosfolipiden. ATP en gerelateerde nucleotiden bezitten fosfor, evenals de structuur van nucleïnezuren.
zwavel
De zijketens van de aminozuren cysteïne en methionine bevatten zwavel. Dit mineraal is ook belangrijk bestanddeel van veel vitaminen en co-enzymen als co-enzym A, S-adenosylmethionine, biotine, vitamine B1 en pantotheenzuur essentieel metabolisme planten.
silicium
Hoewel slechts aangetoond bepaalde eisen van dit mineraal in de familie Equisetaceae is er bewijs dat de accumulatie van dit mineraal in de weefsels van sommige soorten bijdraagt aan de groei, vruchtbaarheid en stressbestendigheid.
micronutriënten
De micronutriënten zijn chloor (Cl), ijzer (Fe), boor (B), mangaan (Mn), natrium (Na), zink (Zn), koper (Cu), nikkel (Ni) en molybdeen (Mo). Net als macronutriënten hebben micronutriënten essentiële functies in het metabolisme van planten, namelijk:
chloor
Chloor wordt in planten gevonden als de anionische vorm (Cl-). Het is noodzakelijk voor de fotolyse-reactie van het water dat plaatsvindt tijdens de ademhaling; neemt deel aan fotosynthetische processen en aan de synthese van DNA en RNA. Het is ook een structureel bestanddeel van de ring van het chlorofylmolecuul.
ijzer
IJzer is een belangrijke cofactor voor een grote verscheidenheid aan enzymen. Zijn fundamentele rol omvat het transport van elektronen in oxide reductiereacties, omdat het gemakkelijk reversibel kan worden geoxideerd van Fe2 + naar Fe3+.
Zijn oorspronkelijke rol is misschien als onderdeel van cytochromen, essentieel voor het transport van lichtenergie in fotosynthetische reacties.
borium
De exacte functie niet is doorspekt echter aanwijzingen dat belangrijk is bij celverlenging, synthese van nucleïnezuren, hormonale reacties en membraanfuncties regulering van de celcyclus.
mangaan
Mangaan wordt gevonden als een tweewaardig kation (Mg2 +). Het neemt deel aan de activering van vele enzymen in plantencellen, in het bijzonder decarboxylasen en dehydrogenasen die zijn betrokken bij de tricarbonzuurcyclus of de Krebs-cyclus. De meest bekende functie is de productie van zuurstof uit water tijdens fotosynthese.
natrium
Dit ion is vereist door veel planten met C4-metabolisme en crasuláceozuur (CAM) voor koolstoffixatie. Het is ook belangrijk voor de regeneratie van fosfoenolpyruvaat, het substraat van de eerste carboxylatie in de bovengenoemde routes.
zink
Grote hoeveelheden enzymen vereisen zink voor hun werking en sommige planten hebben het nodig voor chlorofyl-biosynthese. Enzymen van stikstofmetabolisme, energieoverdracht en de biosynthese routes van andere eiwitten hebben zink nodig voor hun functioneren. Het is ook een structureel onderdeel van veel transcriptiefactoren die belangrijk zijn vanuit genetisch oogpunt.
koperen
Koper is geassocieerd met veel enzymen die deelnemen aan oxidoreductiereacties, omdat het reversibel kan worden geoxideerd van Cu + naar Cu2 +. Een voorbeeld van deze enzymen is het plastocyanine dat verantwoordelijk is voor de overdracht van elektronen tijdens de lichtreacties van fotosynthese
nikkel
Planten hebben geen specifieke vereiste voor dit mineraal, maar veel van de stikstofbevestigende micro-organismen die symbiotische relaties met planten onderhouden, hebben nikkel nodig voor enzymen die gasvormige waterstofmoleculen tijdens fixatie verwerken.
molybdenum
Nitraatreductase en nitrogenase behoren tot de vele enzymen waarvoor molybdeen moet functioneren. Nitraatreductase is verantwoordelijk voor de katalyse van de reductie van nitraat tot nitriet tijdens de assimilatie van stikstof in planten, en nitrogenase zet gasvormige stikstof om in ammonium in stikstofbevestigende micro-organismen.
Diagnose van tekortkomingen
Voedingsveranderingen in groenten kunnen op verschillende manieren worden gediagnosticeerd, waaronder bladanalyse is een van de meest effectieve methoden.
Chlorose of vergeling, het verschijnen van donker gekleurde necrotische vlekken en hun verspreidingspatronen, evenals de aanwezigheid van pigmenten zoals anthocyanines, maken deel uit van de elementen waarmee rekening moet worden gehouden bij de diagnose van tekortkomingen..
Het is belangrijk om rekening te houden met de relatieve mobiliteit van elk element, omdat niet alle met dezelfde regelmaat worden getransporteerd. Zo kan het tekort aan elementen zoals K, N, P en Mg worden waargenomen in de volwassen bladeren, omdat deze elementen worden getransloceerd naar de weefsels in formatie.
Integendeel, jonge bladeren zullen tekorten vertonen voor elementen zoals B, Fe en Ca, die relatief onbeweeglijk zijn in de meeste planten.
referenties
- Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Grondbeginselen van plantenfysiologie (2e ed.). Madrid: McGraw-Hill Interamericana de España.
- Barker, A., & Pilbeam, D. (2015). Handboek van plantenvoeding (2e ed.).
- Sattelmacher, B. (2001). De apoplast en zijn betekenis voor plantaardige minerale voeding. New Phytologist, 149 (2), 167-192.
- Taiz, L., & Zeiger, E. (2010). Plantenfysiologie (5de ed.). Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates Inc.
- White, P. J., & Brown, P. H. (2010). Plantenvoeding voor duurzame ontwikkeling en wereldwijde gezondheid. Annals of Botany, 105 (7), 1073-1080.