Dinh dưỡng đa lượng thực vật, vi chất dinh dưỡng và chẩn đoán thiếu hụt



các dinh dưỡng thực vật là tập hợp các quá trình hóa học mà thực vật chiết xuất chất dinh dưỡng từ đất đóng vai trò hỗ trợ cho sự tăng trưởng và phát triển của các cơ quan của chúng. Nó cũng làm cho tài liệu tham khảo đặc biệt về các loại chất dinh dưỡng khoáng mà thực vật yêu cầu và các triệu chứng thiếu hụt của chúng.

Nghiên cứu về dinh dưỡng thực vật đặc biệt quan trọng đối với những người chịu trách nhiệm chăm sóc và duy trì cây trồng quan tâm đến nông nghiệp, vì nó liên quan trực tiếp đến các biện pháp năng suất và sản xuất.

Do việc trồng rau kéo dài gây xói mòn và nghèo khoáng sản của đất, những tiến bộ lớn trong ngành nông nghiệp có liên quan đến sự phát triển của phân bón, có thành phần được thiết kế cẩn thận theo yêu cầu dinh dưỡng của người trồng..

Thiết kế của các loại phân bón này đòi hỏi phải có kiến ​​thức rộng lớn về sinh lý và dinh dưỡng thực vật, vì trong bất kỳ hệ thống sinh học nào, có những giới hạn trên và dưới trong đó thực vật không thể hoạt động bình thường, bởi thiếu hoặc thừa một số yếu tố.

Chỉ số

  • 1 Cây được nuôi dưỡng như thế nào?
    • 1.1 Các yếu tố cần thiết
  • 2 vi chất dinh dưỡng
    • 2.1 Nitơ
    • 2.2 Kali
    • 2.3 Canxi
    • 2.4 Magiê
    • 2,5 phốt pho
    • 2.6 Lưu huỳnh
    • 2.7 Silicon
  • 3 vi chất dinh dưỡng
    • 3.1 Clo
    • 3.2 Sắt
    • 3,3 Boro
    • 3,4 Mangan
    • 3.5 Natri
    • 3.6 Kẽm
    • 3.7 Đồng
    • 3,8 Niken
    • 3.9 molypden
  • 4 Chẩn đoán thiếu sót
  • 5 tài liệu tham khảo

Cây được nuôi dưỡng như thế nào?

Rễ đóng vai trò cơ bản trong dinh dưỡng thực vật. Các chất dinh dưỡng khoáng được lấy từ "dung dịch đất" và được vận chuyển bằng giao cảm (nội bào) hoặc apoplastic (ngoại bào) đến các bó mạch. Chúng được nạp vào xylem và vận chuyển đến thân cây, nơi chúng thực hiện các chức năng sinh học đa dạng.

Việc lấy chất dinh dưỡng từ đất qua symplast trong rễ và sự vận chuyển tiếp theo của chúng đến xylem bằng con đường apoplastic là các quá trình khác nhau, qua trung gian bởi các yếu tố khác nhau.

Người ta cho rằng chu kỳ dinh dưỡng điều chỉnh sự hấp thu của các ion đối với xylem, trong khi dòng chảy về phía giao thoa của rễ có thể phụ thuộc vào nhiệt độ hoặc nồng độ bên ngoài của các ion.

Việc vận chuyển các chất hòa tan đến xylem thường xảy ra do khuếch tán thụ động hoặc vận chuyển thụ động các ion bằng các kênh ion, nhờ vào lực tạo ra bởi các bơm proton (ATPase) thể hiện trong các tế bào nhu mô của nhu mô..

Mặt khác, sự vận chuyển đến apoplast được thúc đẩy bởi sự khác biệt về áp suất thủy tĩnh từ các lá chuyển.

Nhiều loài thực vật sử dụng các mối quan hệ tương hỗ để nuôi dưỡng bản thân, hoặc để hấp thụ các dạng ion khác của khoáng chất (như vi khuẩn cố định đạm), để cải thiện khả năng hấp thụ của rễ hoặc để có được nhiều yếu tố nhất định (như mycorrhizae)..

Yếu tố cần thiết

Thực vật có nhu cầu khác nhau cho mỗi chất dinh dưỡng, vì không phải tất cả đều được sử dụng theo cùng một tỷ lệ hoặc cho cùng một mục đích.

Một yếu tố thiết yếu là một thành phần cấu thành hoặc chuyển hóa của cây, và sự vắng mặt của nó gây ra những bất thường nghiêm trọng trong sự tăng trưởng, phát triển hoặc sinh sản của chúng..

Nói chung, tất cả các yếu tố làm việc trong cấu trúc, sự trao đổi chất và quá trình thẩm thấu tế bào. Việc phân loại các chất dinh dưỡng vĩ mô và vi lượng có liên quan đến sự phong phú tương đối của các yếu tố này trong các mô thực vật.

Các vi chất dinh dưỡng

Trong số các chất dinh dưỡng đa lượng là nitơ (N), kali (K), canxi (Ca), magiê (Mg), phốt pho (P), lưu huỳnh (S) và silicon (Si). Mặc dù các yếu tố thiết yếu tham gia vào nhiều sự kiện di động khác nhau, một số chức năng cụ thể có thể được chỉ ra:

Nitơ

Đây là nguyên tố khoáng mà thực vật yêu cầu với số lượng lớn hơn và thường là yếu tố hạn chế trong nhiều loại đất, vì vậy phân bón thường có nitơ trong thành phần của chúng. Nitơ là một nguyên tố di động và là một phần thiết yếu của thành tế bào, axit amin, protein và axit nucleic.

Mặc dù hàm lượng nitơ trong khí quyển rất cao, nhưng chỉ có thực vật thuộc họ Fabaceae mới có thể sử dụng nitơ phân tử làm nguồn nitơ chính. Các dạng được đồng hóa bởi phần còn lại là nitrat.

Kali

Khoáng chất này thu được trong thực vật ở dạng cation đơn trị (K +) và tham gia vào quá trình điều hòa tiềm năng thẩm thấu của các tế bào, cũng như kích hoạt các enzyme liên quan đến hô hấp và quang hợp.

Canxi

Nó thường được tìm thấy dưới dạng các ion hóa trị hai (Ca2 +) và rất cần thiết cho quá trình tổng hợp thành tế bào, đặc biệt là sự hình thành các lamella trung gian ngăn cách các tế bào trong quá trình phân chia. Nó cũng tham gia vào sự hình thành của trục chính phân bào và cần thiết cho hoạt động của màng tế bào.

Nó có sự tham gia quan trọng như một sứ giả thứ cấp của một số con đường phản ứng của thực vật cả tín hiệu nội tiết tố và môi trường.

Nó có thể liên kết với peaceodulin và phức hợp điều hòa các enzyme như kinase, phosphatase, protein tế bào, tín hiệu, trong số những người khác.

Magiê

Magiê tham gia vào việc kích hoạt nhiều enzyme trong quang hợp, hô hấp và tổng hợp DNA và RNA. Ngoài ra, nó là một phần cấu trúc của phân tử diệp lục.

Photpho

Phốt phát đặc biệt quan trọng đối với sự hình thành các chất trung gian đường-phốt của quá trình hô hấp và quang hợp, cũng như là một phần của các nhóm cực của đầu phospholipid. ATP và các nucleotide liên quan có phốt pho, cũng như cấu trúc của axit nucleic.

Lưu huỳnh

Các chuỗi bên của axit amin cysteine ​​và methionine có chứa lưu huỳnh. Khoáng chất này cũng là thành phần quan trọng của nhiều coenzyme và vitamin như coenzyme A, S-adenosylmethionine, biotin, vitamin B1 và ​​axit pantothenic, cần thiết cho chuyển hóa thực vật..

Silic

Mặc dù chỉ có một yêu cầu đặc biệt đối với khoáng chất này đã được chứng minh trong họ Equisetaceae, nhưng có bằng chứng cho thấy sự tích lũy khoáng chất này trong các mô của một số loài góp phần vào sự tăng trưởng, khả năng sinh sản và khả năng chống lại stress..

Vi chất dinh dưỡng

Các vi chất dinh dưỡng là clo (Cl), sắt (Fe), boron (B), mangan (Mn), natri (Na), kẽm (Zn), đồng (Cu), niken (Ni) và molypden (Mo). Cũng giống như các chất dinh dưỡng đa lượng, vi chất dinh dưỡng có chức năng thiết yếu trong chuyển hóa thực vật, cụ thể là:

Clo

Clo được tìm thấy trong thực vật dưới dạng anion (Cl-). Nó là cần thiết cho phản ứng quang phân của nước diễn ra trong quá trình hô hấp; tham gia vào quá trình quang hợp và tổng hợp DNA và RNA. Nó cũng là một thành phần cấu trúc của vòng của phân tử diệp lục.

Sắt

Sắt là một đồng yếu tố quan trọng đối với nhiều loại enzyme. Vai trò cơ bản của nó liên quan đến việc vận chuyển điện tử trong các phản ứng khử oxit, vì nó có thể dễ dàng bị oxy hóa thuận nghịch từ Fe2 + thành Fe3+.

Vai trò nguyên thủy của nó có lẽ là một phần của cytochrome, quan trọng đối với việc vận chuyển năng lượng ánh sáng trong các phản ứng quang hợp.

Boro

Chức năng chính xác của nó đã không được chỉ ra, tuy nhiên bằng chứng cho thấy nó rất quan trọng trong việc kéo dài tế bào, tổng hợp axit nucleic, đáp ứng nội tiết tố, chức năng màng và điều hòa chu kỳ tế bào.

Mangan

Mangan được tìm thấy như một cation hóa trị hai (Mg2 +). Nó tham gia vào việc kích hoạt nhiều enzyme trong tế bào thực vật, đặc biệt là decarboxylase và dehydrogenase liên quan đến chu trình axit tricarboxylic hoặc chu trình Krebs. Chức năng được biết đến nhiều nhất của nó là sản xuất oxy từ nước trong quá trình quang hợp.

Natri

Ion này được yêu cầu bởi nhiều loại thực vật có chuyển hóa C4 và axit crasuláceo (CAM) để cố định carbon. Nó cũng quan trọng đối với sự tái sinh của phosphoenolpyruvate, chất nền của carboxyl hóa đầu tiên trong các tuyến đường đã nói ở trên.

Kẽm

Một lượng lớn enzyme cần kẽm cho hoạt động của chúng, và một số thực vật cần nó để sinh tổng hợp chất diệp lục. Các enzyme chuyển hóa nitơ, truyền năng lượng và con đường sinh tổng hợp của các protein khác cần kẽm cho hoạt động của chúng. Nó cũng là một phần cấu trúc của nhiều yếu tố phiên mã quan trọng từ quan điểm di truyền.

Đồng

Đồng có liên quan đến nhiều enzyme tham gia vào các phản ứng khử oxit, vì nó có thể bị oxy hóa ngược từ Cu + thành Cu2 +. Một ví dụ về các enzyme này là plastocyanin chịu trách nhiệm chuyển electron trong các phản ứng ánh sáng của quang hợp

Niken

Thực vật không có yêu cầu cụ thể đối với khoáng chất này, tuy nhiên, nhiều vi sinh vật cố định đạm duy trì mối quan hệ cộng sinh với thực vật cần niken cho các enzyme xử lý các phân tử hydro dạng khí trong quá trình cố định.

Molypden

Nitrate reductase và nitơase là một trong số nhiều enzyme cần molypden hoạt động. Nitrate reductase chịu trách nhiệm xúc tác quá trình khử nitrat thành nitrite trong quá trình đồng hóa nitơ trong thực vật và nitơase chuyển đổi nitơ khí thành amoni trong các vi sinh vật cố định đạm.

Chẩn đoán thiếu sót

Thay đổi dinh dưỡng trong rau có thể được chẩn đoán theo nhiều cách, trong số đó phân tích lá là một trong những phương pháp hiệu quả nhất.

Nhiễm clo hoặc vàng, sự xuất hiện của các đốm hoại tử màu tối và mô hình phân bố của chúng, cũng như sự hiện diện của các sắc tố như anthocyanin, là một phần của các yếu tố được xem xét trong chẩn đoán thiếu hụt.

Điều quan trọng là phải xem xét tính di động tương đối của từng yếu tố, vì không phải tất cả đều được vận chuyển với cùng một sự đều đặn. Do đó, sự thiếu hụt các yếu tố như K, N, P và Mg có thể được quan sát thấy ở lá trưởng thành, vì các yếu tố này được chuyển đến các mô đang hình thành.

Ngược lại, lá non sẽ thiếu hụt các nguyên tố như B, Fe và Ca, tương đối bất động trong hầu hết các loại cây.

Tài liệu tham khảo

  1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Nguyên tắc cơ bản của sinh lý thực vật (tái bản lần 2). Madrid: McGraw-Hill Interamericana de España.
  2. Barker, A., & Pilbeam, D. (2015). Cẩm nang dinh dưỡng thực vật (tái bản lần 2).
  3. Sattelmacher, B. (2001). Apoplast và ý nghĩa của nó đối với dinh dưỡng khoáng thực vật. Nhà tế bào học mới, 149 (2), 167-192.
  4. Taiz, L., & Zeiger, E. (2010). Sinh lý học thực vật (tái bản lần thứ 5). Sunderland, Massachusetts: Công ty liên kết Sinauer.
  5. Trắng, P. J., & Brown, P. H. (2010). Dinh dưỡng thực vật cho sự phát triển bền vững và sức khỏe toàn cầu. Biên niên sử thực vật học, 105 (7), 1073-1080.