ธาตุอาหารหลักของธาตุอาหารพืช, ธาตุอาหารรองและการวินิจฉัยข้อบกพร่อง

โภชนาการผัก เป็นชุดของกระบวนการทางเคมีที่พืชสกัดสารอาหารจากดินที่ทำหน้าที่เป็นตัวสนับสนุนการเจริญเติบโตและการพัฒนาของอวัยวะ นอกจากนี้ยังมีการอ้างอิงพิเศษถึงชนิดของแร่ธาตุอาหารที่พืชต้องการและอาการของข้อบกพร่องของพวกเขา.

การศึกษาคุณค่าทางอาหารของพืชมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่รับผิดชอบในการดูแลและบำรุงรักษาพืชผลทางการเกษตรเนื่องจากมีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับมาตรการของผลผลิตและการผลิต.

เนื่องจากการเพาะปลูกผักเป็นเวลานานทำให้เกิดการสึกกร่อนและการสูญเสียแร่ธาตุของดินความก้าวหน้าอันยิ่งใหญ่ในอุตสาหกรรมการเกษตรเกี่ยวข้องกับการพัฒนาของปุ๋ยซึ่งองค์ประกอบได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวังตามข้อกำหนดทางโภชนาการของสายพันธุ์ที่น่าสนใจ.

การออกแบบปุ๋ยเหล่านี้ต้องการความรู้อย่างกว้างขวางเกี่ยวกับสรีรวิทยาและโภชนาการของพืชเนื่องจากในระบบชีวภาพใด ๆ มีข้อ จำกัด ด้านบนและล่างที่พืชไม่สามารถทำงานได้อย่างถูกต้องทั้งโดย ขาดหรือเกินองค์ประกอบบางอย่าง.

ดัชนี

• 1 วิธีบำรุงพืช?
  • 1.1 องค์ประกอบที่จำเป็น
• 2 ธาตุอาหารหลัก
  • 2.1 ไนโตรเจน
  • 2.2 โพแทสเซียม
  • 2.3 แคลเซียม
  • 2.4 แมกนีเซียม
  • 2.5 ฟอสฟอรัส
  • 2.6 ซัลเฟอร์
  • 2.7 ซิลิคอน
• 3 จุลธาตุ
  • 3.1 คลอรีน
  • 3.2 เหล็ก
  • 3.3 Boro
  • 3.4 แมงกานีส
  • 3.5 โซเดียม
  • 3.6 สังกะสี
  • 3.7 ทองแดง
  • 3.8 นิกเกิล
  • 3.9 โมลิบดีนัม
• 4 การวินิจฉัยข้อบกพร่อง
• 5 อ้างอิง

วิธีบำรุงพืช?

รากมีบทบาทพื้นฐานในโภชนาการพืช แร่ธาตุธาตุอาหารนำมาจาก "สารละลายดิน" และถูกลำเลียงด้วยความเห็นอกเห็นใจ (ภายในเซลล์) หรือ apoplastic (extracellular) ไปยังหลอดเลือดรวมกลุ่ม พวกมันบรรจุอยู่ในไซเล็มและเคลื่อนย้ายไปยังก้านที่ซึ่งมันทำหน้าที่ทางชีวภาพที่หลากหลาย.

การรับสารอาหารจากดินผ่านทาง symplast ในรากและการเคลื่อนย้ายไปยังไซเล็มตามเส้นทาง apoplastic นั้นเป็นกระบวนการที่แตกต่างกันโดยอาศัยปัจจัยที่แตกต่างกัน.

เป็นที่เชื่อกันว่าการหมุนเวียนของธาตุอาหารควบคุมการดูดซึมของไอออนที่มีต่อ xylem ในขณะที่การไหลเข้าสู่ symstate ของรากอาจขึ้นอยู่กับอุณหภูมิหรือความเข้มข้นภายนอกของไอออน.

การเคลื่อนย้ายโซลูทไปยังไซเล็มนั้นเกิดขึ้นโดยทั่วไปโดยการแพร่กระจายแบบพาสซีฟหรือการขนส่งไอออนโดยช่องทางอิออนเนื่องจากแรงที่เกิดจากปั๊มโปรตอน (ATPases) ที่แสดงออกในเซลล์พาราเทอริเชียลของเนื้อเยื่อ.

ในทางกลับกันการขนส่งไปยัง apoplast นั้นถูกขับเคลื่อนด้วยความแตกต่างของแรงกดดันอุทกสถิตจากใบทรานสปิเรต.

พืชหลายแห่งใช้ความสัมพันธ์ซึ่งกันและกันเพื่อหล่อเลี้ยงตัวเองไม่ว่าจะเป็นการดูดซับไอออนิกรูปแบบอื่น ๆ ของแร่ (เช่นแบคทีเรียตรึงไนโตรเจน) เพื่อปรับปรุงความสามารถในการดูดซึมของรากหรือเพื่อให้ได้องค์ประกอบที่แน่นอน (เช่น mycorrhizae).

องค์ประกอบที่สำคัญ

พืชมีความต้องการที่แตกต่างกันสำหรับสารอาหารแต่ละชนิดเนื่องจากไม่ใช่ทั้งหมดที่ใช้ในสัดส่วนเดียวกันหรือเพื่อจุดประสงค์เดียวกัน.

องค์ประกอบที่สำคัญคือสิ่งที่เป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างหรือการเผาผลาญของพืชและการขาดซึ่งทำให้เกิดความผิดปกติอย่างรุนแรงในการเจริญเติบโตการพัฒนาหรือการสืบพันธุ์.

โดยทั่วไปองค์ประกอบทั้งหมดทำงานในโครงสร้างเมตาบอลิซึ่มและการดูดซึมของเซลล์ การจำแนกประเภทของสารมาโครและจุลธาตุเกี่ยวข้องกับความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ขององค์ประกอบเหล่านี้ในเนื้อเยื่อพืช.

ธาตุอาหารหลัก

ธาตุอาหารหลัก ได้แก่ ไนโตรเจน (N) โพแทสเซียม (K) แคลเซียม (Ca) แมกนีเซียม (Mg) ฟอสฟอรัส (P) ซัลเฟอร์ (S) และซิลิคอน (Si) แม้ว่าองค์ประกอบที่จำเป็นมีส่วนร่วมในเหตุการณ์มือถือที่แตกต่างกันหลายฟังก์ชั่นที่เฉพาะเจาะจงสามารถชี้ให้เห็น:

ก๊าซไนโตรเจน

นี่คือองค์ประกอบแร่ที่พืชต้องการในปริมาณมากและมักจะเป็นองค์ประกอบที่ จำกัด ในดินจำนวนมากดังนั้นปุ๋ยมักจะมีไนโตรเจนในองค์ประกอบของพวกเขา ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบที่เคลื่อนที่ได้และเป็นส่วนสำคัญของผนังเซลล์กรดอะมิโนโปรตีนและกรดนิวคลีอิก.

แม้ว่าปริมาณไนโตรเจนในบรรยากาศจะสูงมาก แต่มีเพียงพืชตระกูล Fabaceae เท่านั้นที่สามารถใช้โมเลกุลของไนโตรเจนเป็นแหล่งหลักของไนโตรเจนได้ รูปแบบที่หลอมรวมโดยส่วนที่เหลือเป็นไนเตรต.

โพแทสเซียม

แร่นี้ได้มาจากพืชในรูปแบบประจุบวก monovalent (K +) และมีส่วนร่วมในการควบคุมศักยภาพของเซลล์ออสโมติกเช่นเดียวกับการกระตุ้นเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการหายใจและการสังเคราะห์ด้วยแสง.

แคลเซียม

โดยทั่วไปพบว่าเป็นไอออนคู่ไอออน (Ca2 +) และเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ผนังเซลล์โดยเฉพาะการก่อตัวของแผ่นกลางที่แยกเซลล์ระหว่างการแบ่ง นอกจากนี้ยังมีส่วนร่วมในการก่อตัวของแกนหมุนทิคและจำเป็นสำหรับการทำงานของเยื่อหุ้มเซลล์.

มันมีส่วนร่วมที่สำคัญในฐานะผู้ส่งสารรองของหลายเส้นทางของการตอบสนองของพืชทั้งสัญญาณฮอร์โมนและสิ่งแวดล้อม.

มันสามารถผูกกับคาโลโดดูลินและคอมเพล็กซ์ควบคุมเอ็นไซม์เช่นไคเนส, ฟอสฟาเทส, โปรตีนไซโตสเกเลทัล, การส่งสัญญาณ.

แมกนีเซียม

แมกนีเซียมมีส่วนเกี่ยวข้องในการกระตุ้นเอนไซม์หลายชนิดในการสังเคราะห์แสงการหายใจและการสังเคราะห์ DNA และ RNA นอกจากนี้ยังเป็นส่วนโครงสร้างของโมเลกุลคลอโรฟิลล์.

ฟอสฟอรัส

ฟอสเฟตมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการก่อตัวของตัวกลางน้ำตาลฟอสเฟตจากการหายใจและการสังเคราะห์ด้วยแสงรวมถึงการเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มขั้วโลกของหัวฟอสโฟไลปิด เอทีพีและนิวคลีโอไทด์ที่เกี่ยวข้องมีฟอสฟอรัสเช่นเดียวกับโครงสร้างของกรดนิวคลีอิก.

กำมะถัน

โซ่ด้านข้างของกรดอะมิโนซิสเทอีนและเมทไธโอนีนมีซัลเฟอร์ แร่ธาตุนี้ยังเป็นส่วนประกอบสำคัญของโคเอ็นไซม์และวิตามินหลายชนิดเช่นโคเอ็นไซม์เอ, เอส - อะดีโนซิลเมไธโอนีน, ไบโอติน, วิตามินบี 1 และกรดแพนโทธีนิก.

ซิลิคอน

แม้ว่าจะมีความต้องการเฉพาะสำหรับแร่นี้เท่านั้นที่แสดงให้เห็นในตระกูล Equisetaceae แต่ก็มีหลักฐานว่าการสะสมแร่ธาตุนี้ในเนื้อเยื่อของบางสายพันธุ์มีส่วนทำให้เกิดการเจริญเติบโตความสมบูรณ์และการต้านทานต่อความเครียด.

ธาตุอาหารเสริม

สารอาหารรองคือคลอรีน (Cl) เหล็ก (Fe) โบรอน (B) แมงกานีส (Mn) โซเดียม (Na) สังกะสี (Zn) ทองแดง (Cu) นิกเกิล (Ni) และโมลิบดีนัม (Mo) เช่นเดียวกับธาตุอาหารหลักสารอาหารรองมีหน้าที่สำคัญในการเผาผลาญพืช ได้แก่ :

คลอรีน

คลอรีนพบได้ในพืชในรูปของประจุลบ (Cl-) จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาโฟโตไลซิสของน้ำที่เกิดขึ้นระหว่างการหายใจ มีส่วนร่วมในกระบวนการสังเคราะห์แสงและในการสังเคราะห์ DNA และ RNA นอกจากนี้ยังเป็นองค์ประกอบโครงสร้างของวงแหวนของโมเลกุลคลอโรฟิลล์.

เหล็ก

เหล็กเป็นปัจจัยร่วมที่สำคัญสำหรับเอนไซม์หลากหลายชนิด บทบาทพื้นฐานของมันเกี่ยวข้องกับการขนส่งอิเล็กตรอนในปฏิกิริยาการลดออกไซด์เนื่องจากสามารถออกซิไดซ์ได้อย่างง่ายดายย้อนกลับจาก Fe2 ถึง Fe3+.

บทบาทดั้งเดิมของมันอาจเป็นส่วนหนึ่งของไซโตโครมซึ่งมีความสำคัญต่อการขนส่งพลังงานแสงในปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสง.

โบรอน

ฟังก์ชั่นที่แน่นอนไม่ได้ชี้ให้เห็น แต่หลักฐานแสดงให้เห็นว่ามันมีความสำคัญในการยืดตัวของเซลล์การสังเคราะห์กรดนิวคลีอิกการตอบสนองของฮอร์โมนการทำงานของเยื่อหุ้มเซลล์และการควบคุมวงจรของเซลล์.

แมงกานีส

แมงกานีสพบว่าเป็นไอออนบวก (Mg2 +) มันมีส่วนร่วมในการกระตุ้นเอนไซม์หลายชนิดในเซลล์พืชโดยเฉพาะอย่างยิ่ง decarboxylases และ dehydrogenases ที่เกี่ยวข้องในวัฏจักรของกรด tricarboxylic หรือวงจร Krebs ฟังก์ชั่นที่รู้จักมากที่สุดคือการผลิตออกซิเจนจากน้ำในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง.

โซเดียม

ไอออนนี้ต้องการพืชหลายชนิดที่มีเมตาบอลิซึมของ C4 และกรดcrasuláceo (CAM) สำหรับการตรึงคาร์บอน นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการงอกของ phosphoenolpyruvate, สารตั้งต้นของ carboxylation แรกในเส้นทางดังกล่าวข้างต้น.

สังกะสี

เอนไซม์จำนวนมากต้องการสังกะสีสำหรับการทำงานของมันและพืชบางชนิดต้องการสำหรับการสังเคราะห์คลอโรฟิลล์ เอ็นไซม์ของเมแทบอลิซึมไนโตรเจนการถ่ายโอนพลังงานและเส้นทางการสังเคราะห์ทางชีวภาพของโปรตีนอื่น ๆ ต้องการสังกะสีในการทำงาน นอกจากนี้ยังเป็นส่วนโครงสร้างของปัจจัยการถอดความหลายอย่างที่สำคัญจากมุมมองทางพันธุกรรม.

ทองแดง

ทองแดงมีความเกี่ยวข้องกับเอนไซม์หลายตัวที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการลดออกไซด์เนื่องจากสามารถออกซิไดซ์แบบย้อนกลับได้จาก Cu + ถึง Cu2 + ตัวอย่างของเอ็นไซม์เหล่านี้คือพลาสโตไซยานินที่ทำหน้าที่ถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่างปฏิกิริยาแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง

นิกเกิล

พืชไม่ได้มีข้อกำหนดเฉพาะสำหรับแร่นี้อย่างไรก็ตามจุลินทรีย์ที่ตรึงไนโตรเจนจำนวนมากที่รักษาความสัมพันธ์ทางชีวภาพกับพืชต้องการนิกเกิลสำหรับเอนไซม์ที่ประมวลผลโมเลกุลก๊าซไฮโดรเจนในระหว่างการตรึง.

โมลิบดีนัม

ไนเตรทรีดัคเทสและไนโตรเนสเป็นเอนไซม์หลายชนิดที่ต้องการโมลิบดีนัมในการทำงาน ไนเตรตรีดักเทสมีหน้าที่ในการเร่งปฏิกิริยาของการลดไนเตรตเป็นไนไตรท์ในระหว่างการดูดซึมไนโตรเจนในพืชและไนโตรเจนเนสจะแปลงไนโตรเจนของแก๊สเป็นแอมโมเนียมในจุลินทรีย์ที่ตรึงไนโตรเจน.

การวินิจฉัยข้อบกพร่อง

การเปลี่ยนแปลงทางโภชนาการในผักสามารถวินิจฉัยได้หลายวิธีการวิเคราะห์ใบเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดวิธีหนึ่ง.

Chlorosis หรือสีเหลือง, การปรากฏตัวของจุดตายสีเข้มและรูปแบบการกระจายของพวกเขาเช่นเดียวกับการปรากฏตัวของเม็ดสีเช่น anthocyanins เป็นส่วนหนึ่งขององค์ประกอบที่จะต้องพิจารณาในระหว่างการวินิจฉัยข้อบกพร่อง.

มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องพิจารณาการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์ของแต่ละองค์ประกอบเนื่องจากไม่ใช่ทั้งหมดที่ถูกขนส่งด้วยความสม่ำเสมอ ดังนั้นการขาดองค์ประกอบเช่น K, N, P และ Mg สามารถสังเกตได้ในใบของผู้ใหญ่เนื่องจากองค์ประกอบเหล่านี้จะถูกย้ายไปยังเนื้อเยื่อในรูปแบบ.

ในทางตรงกันข้ามใบอ่อนจะแสดงข้อบกพร่องสำหรับองค์ประกอบเช่น B, Fe และ Ca ซึ่งค่อนข้างเคลื่อนที่ไม่ได้ในพืชส่วนใหญ่.

การอ้างอิง

1. Azcón - Bieto, J. และTalón, M. (2008) ความรู้พื้นฐานทางสรีรวิทยาของพืช (ฉบับที่ 2) มาดริด: McGraw-Hill Interamericana de España.
2. บาร์เกอร์, A. , และ Pilbeam, D. (2015) คู่มือโภชนาการพืช (ฉบับที่ 2).
3. Sattelmacher, B. (2001) Apoplast และความสำคัญของมันสำหรับธาตุอาหารพืช ใหม่ Phytologist 149 (2), 167-192.
4. Taiz, L. , & Zeiger, E. (2010) สรีรวิทยาพืช (ฉบับที่ 5) ซันเดอร์แลนด์แมสซาชูเซตส์: Sinauer Associates Inc.
5. สีขาว, P. J. , & Brown, P. H. (2010) โภชนาการพืชเพื่อการพัฒนาที่ยั่งยืนและสุขภาพโลก พงศาวดารแห่งพฤกษศาสตร์ 105 (7), 1073-1080.