Taimse toitumise makroelementid, mikrotoitained ja puuduste diagnoosimine



The köögiviljade toitumine on keemiliste protsesside kogum, mille abil taimed pinnasest toitaineid ekstraheerivad, mis toetavad nende elundite kasvu ja arengut. Samuti viidatakse eriliselt mineraalsete toitainete liikidele, mida taimed vajavad, ja nende puuduste sümptomitest.

Taimse toitumise uurimine on eriti oluline neile, kes vastutavad põllumajandussektoris kasvatatavate põllukultuuride hooldamise ja hooldamise eest, kuna see on otseselt seotud saagikuse ja tootmise mõõtmetega..

Kuna köögiviljade pikaajaline viljelemine põhjustab muldade erosiooni ja mineraalset vaesumist, on põllumajandussektori suured edusammud seotud väetiste arendamisega, mille koostis on hoolikalt kavandatud vastavalt huvipakkuvate sortide toitevajadustele..

Nende väetiste konstruktsioon nõuab kahtlemata suurt teadmist füsioloogiast ja taimede toitumisest, kuna nagu iga bioloogilises süsteemis, on olemas ülemine ja alumine piir, kus taimi ei saa korralikult toimida, kas mõne elemendi puudumine või ületamine.

Indeks

  • 1 Kuidas taimi toidetakse?
    • 1.1 Olulised elemendid
  • 2 Makrotoitained
    • 2.1 Lämmastik
    • 2.2 Kaalium
    • 2.3 Kaltsium
    • 2.4 Magneesium
    • 2.5 Fosfor
    • 2.6 Väävel
    • 2.7 Räni
  • 3 Mikrotoitained
    • 3.1 Kloor
    • 3.2 Raud
    • 3.3 Boro
    • 3.4 Mangaan
    • 3.5 Naatrium
    • 3.6 Tsink
    • 3.7 Vask
    • 3.8 Nikkel
    • 3.9 Molübdeen
  • 4 Puuduste diagnoosimine
  • 5 Viited

Kuidas taimi toidetakse?

Juured mängivad taimede toitumises olulist rolli. Mineraalsed toitained võetakse "mulla lahusest" ja transporditakse kas sümpaatilise (intratsellulaarse) või apoplastilise (ekstratsellulaarse) kaudu veresoonte kimbudesse. Nad laaditakse xülemi ja transporditakse varre, kus nad täidavad erinevaid bioloogilisi funktsioone.

Toitainete sissetoomine pinnasest sümboli kaudu juurtesse ja nende edasine transportimine ksüleemile apoplastilise marsruudi kaudu on erinevad protsessid, mida vahendavad erinevad tegurid..

Arvatakse, et toitainete ringlus reguleerib ioonide imendumist ksülemi suunas, samal ajal kui sissevool juure sümptomite suunas võib sõltuda ioonide temperatuurist või väliskontsentratsioonist..

Lahustite transportimine ksülemile toimub üldiselt ioonide kanalite kaudu ioonide passiivse difusiooni või passiivse transportimise teel, tänu prootonpumpade (ATPaaside) poolt tekitatud jõule, mis on ekspresseeritud parenhüümi paratraksaalsetes rakkudes..

Teisest küljest juhivad apoplastisse transportimist transpireerivate lehtede hüdrostaatilise rõhu erinevused.

Paljud taimed kasutavad vastastikuseid suhteid, et toituda ise, mineraalide teiste ioonsete vormide (nagu lämmastikku siduvad bakterid) absorbeerimiseks, et parandada nende juurte imendumisvõimet või saavutada teatud elementide (nagu mükoriisa) parem kättesaadavus..

Olulised elemendid

Taimedel on iga toitaine jaoks erinevad vajadused, kuna kõiki ei kasutata ühesuguses proportsioonis või samadel eesmärkidel.

Oluline element on see, mis on taime struktuuri või ainevahetuse koostisosa ja mille puudumine põhjustab tõsiseid kõrvalekaldeid nende kasvus, arengus või paljunemisel..

Üldiselt töötavad kõik elemendid struktuuris, ainevahetuses ja raku osmoreguleerimises. Makro- ja mikrotoitainete klassifikatsioon on seotud nende elementide suhtelise arvukusega taimekudedes.

Makrotoitained

Makroelementide hulka kuuluvad lämmastik (N), kaalium (K), kaltsium (Ca), magneesium (Mg), fosfor (P), väävel (S) ja räni (Si). Kuigi olulised elemendid osalevad paljudes erinevates mobiilsidesündmustes, on võimalik välja tuua mõned konkreetsed funktsioonid:

Lämmastik

See on mineraalne element, mida taimed vajavad suuremates kogustes ja on tavaliselt paljudes muldades piiravaks elemendiks, mistõttu on väetistel tavaliselt lämmastikku. Lämmastik on mobiilne element ja see on rakuseina, aminohapete, valkude ja nukleiinhapete oluline osa.

Kuigi atmosfääri lämmastikusisaldus on väga suur, saavad ainult Fabaceae perekonna taimed kasutada põhiliseks lämmastikuallikaks molekulaarset lämmastikku. Ülejäänud vormidega võrdsustatud vormid on nitraadid.

Kaalium

See mineraal saadakse taimedes monovalentses katioonses vormis (K +) ja osaleb rakkude osmootilise potentsiaali reguleerimises, samuti hingamis- ja fotosünteesiga seotud aktiveerivates ensüümides..

Kaltsium

Tavaliselt leitakse see kahevalentsete ioonidena (Ca2 +) ja see on raku seina sünteesiks, eriti rakkude eraldamise käigus jagunemise ajal eralduva mediaalse lamelli moodustumine. Samuti osaleb see mitootilise spindli moodustamisel ja on vajalik rakumembraanide toimimiseks.

Sellel on oluline roll sekundaarse vahendajana mitmetes taimede reageerimisviisides nii hormonaalsetel kui ka keskkonnaalastel signaalidel.

See võib seonduda kalmoduliiniga ja kompleks reguleerib ensüüme, nagu kinaasid, fosfataasid, tsütoskeletaalsed valgud, signaalimine, muu hulgas.

Magneesium

Magneesium on seotud paljude ensüümide aktiveerimisega fotosünteesil, DNA ja RNA hingamisel ja sünteesil. Lisaks on see klorofülli molekuli struktuurne osa.

Fosfor

Fosfaadid on eriti olulised hingamisteede ja fotosünteesi suhkru-fosfaadi vaheühendite moodustamisel, samuti fosfolipiidipeade polaarsete rühmade osana. ATP-l ja sellega seotud nukleotiididel on nii fosfor kui ka nukleiinhapete struktuur.

Väävel

Tsüsteiini ja metioniini aminohapete külgahelad sisaldavad väävlit. See mineraal on ka paljude koensüümide ja vitamiinide, nagu koensüüm A, S-adenosüülmetioniin, biotiin, B1-vitamiin ja pantoteenhape, oluline koostisosa, mis on olulised taimede metabolismi jaoks..

Räni

Kuigi Equisetaceae perekonnas on selle mineraalide puhul tõendatud ainult üks nõue, on tõendeid selle kohta, et selle mineraali kogunemine mõnede liikide kudedesse soodustab kasvu, viljakust ja vastupidavust stressile..

Mikrotoitained

Mikrotoitained on kloor (Cl), raud (Fe), boor (B), mangaan (Mn), naatrium (Na), tsink (Zn), vask (Cu), nikkel (Ni) ja molübdeen (Mo). Nii nagu makroelementidel on mikroelementidel taimede ainevahetuses olulised funktsioonid, nimelt:

Kloor

Kloori leidub taimedes anioonse vormina (Cl-). Hingamise ajal toimuva vee fotolüüsi reaktsiooniks on vajalik; osaleb fotosünteesiprotsessides ja DNA ja RNA sünteesis. Samuti on see klorofülli molekuli tsükli struktuurne komponent.

Raud

Raud on oluline kofaktor paljude erinevate ensüümide jaoks. Selle põhiülesanne on elektronide transport oksüdide redutseerimisreaktsioonides, kuna seda saab kergesti oksüdeerida Fe2 + -st Fe3-le.+.

Selle esmane roll on ehk osa tsütokroomidest, mis on olulised valguse energia transportimiseks fotosünteetilistes reaktsioonides.

Boro

Selle täpset funktsiooni ei ole välja toodud, kuid tõendid näitavad, et see on oluline rakkude pikenemise, nukleiinhappe sünteesi, hormonaalsete reaktsioonide, membraanfunktsioonide ja rakutsükli regulatsiooni seisukohalt..

Mangaan

Mangaani leitakse kahevalentse katioonina (Mg2 +). See osaleb paljude ensüümide aktiveerimisel taimerakkudes, eriti trikarboksüülhappe tsüklis või Krebsi tsüklis osalevates dekarboksülaasides ja dehüdrogenaasides. Selle kõige tuntum funktsioon on hapniku tootmine vees fotosünteesi ajal.

Naatrium

Seda iooni vajavad paljud taimed, millel on C4-ainevahetus ja crasuláceo acid (CAM) süsiniku sidumiseks. Samuti on see oluline eespool nimetatud teedel esimese karboksüülimise substraadi fosfofenolpüruvaadi regenereerimiseks..

Tsink

Suur hulk ensüüme vajab nende toimimiseks tsinki ja mõned taimed vajavad seda klorofülli biosünteesi jaoks. Lämmastiku ainevahetuse ensüümid, energia ülekanne ja teiste valkude biosünteesiteed vajavad nende toimimiseks tsinki. Samuti on see paljude geneetilisest seisukohast oluliste transkriptsioonifaktorite struktuurne osa.

Vask

Vask on seotud paljude ensüümidega, mis osalevad oksiidide redutseerimisreaktsioonides, sest seda saab oksüdeerida Cu + -st Cu2 + -ks. Nende ensüümide näiteks on plastotsüaniin, mis vastutab fotosünteesi valgusreaktsioonide ajal elektronide ülekandmise eest.

Nikkel

Taimedel ei ole selle mineraaliga spetsiifilist nõuet, kuid paljud lämmastikku kinnitavad mikroorganismid, mis säilitavad sümbiootilisi suhteid taimedega, vajavad niklit ensüümide jaoks, mis töötlevad gaasilisi vesiniku molekule fikseerimise ajal.

Molübdeen

Nitraat-reduktaas ja lämmastik on paljudest ensüümidest, mis vajavad molübdeeni toimimist. Nitraat-reduktaas vastutab nitraatide nitriti redutseerimise katalüüsi eest lämmastiku assimileerimisel taimedes ja lämmastikuaas muudab gaasilise lämmastiku lämmastikuga seotud mikroorganismides ammooniumiks.

Puuduste diagnoosimine

Köögiviljade toiteväärtuse muutusi saab diagnoosida mitmel viisil, nende hulgas on lehtede analüüs üks tõhusamaid meetodeid.

Kloos või kollasus, tumedate nekrootiliste täppide ilmumine ja nende jaotumismustrid, samuti pigmendid nagu antotsüaniinid on osa elementidest, mida tuleb puuduste diagnoosimisel arvesse võtta..

Oluline on arvestada iga elemendi suhtelist liikuvust, kuna mitte kõiki ei veeta sama korrektsusega. Seega võib täiskasvanud lehtedel täheldada selliste elementide nagu K, N, P ja Mg puudulikkust, kuna need elemendid on ümber kujundatud kudedesse..

Vastupidi, noortel lehtedel on puudusi selliste elementide puhul nagu B, Fe ja Ca, mis on enamikus taimedes suhteliselt liikumatud..

Viited

  1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Taimfüsioloogia alused (2. trükk). Madrid: McGraw-Hill Interamericana de España.
  2. Barker, A., & Pilbeam, D. (2015). Taimse toitumise käsiraamat (2. väljaanne).
  3. Sattelmacher, B. (2001). Apoplast ja selle tähtsus taimede mineraalsele toitumisele. New Phytologist, 149 (2), 167-192.
  4. Taiz, L. ja Zeiger, E. (2010). Plant Physiology (5. väljaanne). Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates Inc.
  5. White, P. J., ja Brown, P. H. (2010). Taimede toitumine säästva arengu ja globaalse tervise nimel. Annals of Botany, 105 (7), 1073-1080.