I. Rolul fiziologic al macroelementelor t6o19oe
1. Azotul
2. Fosforul
3. Potasiul
4. Calciul
5. Sulful
6. Magneziul
7. Sodiul
8. Clorul
II. Rolul fiziologic al microelementelor
1. Borul
2. Ferul
3. Cuprul
4. Zincul
III. Rolul fiziologic al ultramicroelementelor
Nutritia minerala a plantelor
Nutritia minerala a plantelor este un proces fiziologic de aprovizionare a
plantelor cu substante nutritive. Acest proces are loc la plantele talofite,
prin toata suprafata talului, iar la plantele cormofite, doar prin sistemul
radicular si prin frunze. Substantele nutritive absorbite din mediu pot fi anorganice
(adica minerale) sau organice. Plantele verzi absorb in mod predominant
substantele minerale, din care, prin asimilatie clorofiliana, sunt sintetizate
substantele organice. Lor li se alatura si bacteriile chemoautotrofe, lipsite
de pigmenti asimilatori, dar capabile sa sintetizeze substante organice din
cele anorganice. Toate se numesc plante autotrofe. Restul plantelor lipsite
de pigmentii asimilatori sunt incapabile sa sintetizeze substante organice din
cele minerale, si de aceea, ele utilizeaza substante organice existente in
mediul lor de viata. Aceste plante se numesc heterotrofe. Elementele chimice,
din nutritia plantelor cu substante anorganice sau cu substante organice, devin
elemente de constitutie ale unor substante care participa la structura protoplasmei
si a peretilor celulari. De asemenea, aceste elemente intra si in structura
chimica a unor substante energetice, dintre care cele mai importante sunt hidratii
de carbon, grasimile si proteinele, care prin degradare aeroba sau anaeroba,
furnizeaza energia necesara proceselor vitale. Proportia cantitativa a elementelor
chimice din corpul plantelor variaza, iar acestea sunt impartite conventional
in macroelemente, a caror cantitate variaza intre 0,01 si 10% din
substanta uscata, microelemente, a caror cantitate variaza intre 0,00001
si 0,001% din substanta uscata si ultramicroelemente, a caror cantitate este
mai mica de 0,00001 din substanta uscata. Macroelementele sunt :C, O, H, N,
P, K, Ca, S, Mg, Na, Cl si Si, iar microelementele sunt Fe, Mn, B, Sr, Cu, Zn,
Ba, Ti, Li, I, Br, Al, Ni, Mo, As, Pb, Va, Rb, si altele. Cand in
nutritia plantelor lipseste sau este insuficient un element chimic necesar,
apar boli fiziologice, insotite de incetinirea sau oprirea cresterii
radacinii, a tulpinii, a frunzelor, sau a fructelor.
I. Rolul fiziologic al macroelementelor
Multe macroelemente sun absolut necesare pentru cresterea si dezvoltarea normala
a plantelor. Acestea sunt N, P, K, Ca, S si Mg. La anumite grupe de plante se
mai adauga si Na, Cl si Si.
1. Azotul este un element plastic. El intra in structura moleculelor de
nucleoproteine, protidelor protoplasmatice, lipoproteinelor din citomembrane,
in structura apoenzimelor, a coenzimelor, a vitaminelor B1, B6, B12, a
hormonilor vegetali, a pigmentilor fotosintetici (clorofile si ficobiline) si
a stearidelor vegetale. Carenta azotului in nutritia plantelor duce la
ingalbenirea frunzelor la incetinrea sau oprirea cresterii acestora.
Excesul de azot duce la prelungirea perioadei de vegetatie, la formarea abundenta
a frunzelor si la marirea sensibilitatii la boli. Azotul poate fi luat de plante
din sol, din apa, din atmosfera si chiar din corpul altor organisme.
2. Fosforul este absorbit din mediu sub forma de ioni PO3- , ajunge in
celula fara a fi redus si intra in compozitia unor compusi organici de
mare insemnatate fiziologica. El participa la alcatuirea fosfoprotidelor
si fosfolipidelor din protoplasma si nucleu, fosfolipidelor din graunciorii
de amidon si aleurona, lecitinelor din citomembrane, fitinei si a nucleotidelor,
cu grupe macroergice de I P(ADP, ATP). Fosforul intra in compozitia unor
coenzime. El indepialineste rolul energetic central in reactiile
de sinteza si de oxidare biologica. El participa in fotosinteza, glicoliza,
ciclul Krebs, sistemul Redox al lantilui respirator, etc. Fosforul favorizeaza
de nutritie, de crestere, de inflorire si fructificare, depunrea hidratilor
de carbon in fructe, sfecla de zahar, tuberculi. Micsoreaza consumul specific
de apa al plantelor. Fosforul se acumuleaza in organele tinere si in
seminte. In lipsa lui, plantele raman mici, radacinile sunt lungi
si rare, tulpina rigida, frunzele verde-inchis, pana la albastru-verde,
luand de multe ori o culoare rosie sau purpurie.
3. Potasiul este un element indispensabil pentru metabolismul plantei, participand
in sinteza aminoacizilor si a proteinelor. El actioneaza ca un element
biocatalizator, stimuland numeroase procese fiziologice. El regleaza absorbtia
azotului de catre plante, prelucrand nutritia amoniacala, oxidarea amoniacului,
iar in cazul nutritiei nitrice, reducerea nitratilor. Potasiul stimuleaza
functionarea unor enzeme care participa in procesul de respiratie si in
metabolismul hidratilor de carbon, in metabolismul azotului si sinteza
vitaminelor. El stimuleaza si sinteza clorofilelor si intensitatea fotosintezei.
Sporeste capacitatea plantelor de a absorbi apa, si de a rezista la ger si seceta.
El favorizeaza intensificarea acumularii glucidelor in planta. Potasiul
circula foarte rapid in xilemul plantei sub forma de ioni. Se acumuleaza
mai ales in tesuturile tinere cu metabolism intens si crestere rapida,
dintre care varfurile vegetative, cambiul si periciclul. Toamna, inainte
de caderea frunzelor, potasiul migreaza din ele in ramuri sau tulpina.
Carenta potasiului in nutritia plantelor diminueaza cresterea si dezvoltarea
lor. Se produce o brunificare si rasucire a frunzelor. Se deregleaza metabolismul,
scade intensitatea fotosintezei, a protosintezei. Se diminueaza cantitatea amidonului
si proteinelor, se micsoreaza rezistenta la boli, iar la anumite specii pe fata
inferioara a frunzelor apar pete albe, galbene, brun-roscate sau brune.
4. Calciul este absorbit de plante sub forma de cationi(Ca2+ ). El este acumulat
in protoplasma, vacuole, cloroplaste, mitocondrii. Calciul are un rol
important in desfasurarea mitozei cu implicatii in organizarea cromozomilor.
El intra in structura chimica a enzimelor lipaza, esteraza, colinestraza.
Calciul indeplineste rol activator al enzimelor argininchinaza, adenozinfosftaza,
adenilchinaza. El joaca un rol important si in fixarea sarcinilor negative
la suprafata protoplasmei. Impreuna cu potasiul, calciul participa la
mentinerea echilibrului hidric celular. El este antagonist al ionilor Al2+ Mg2+,
Zn2+, Fe2+,K+,Na+,NH+,Al3+ , inlaturand actiunea lor vatamatoare,
in caz de exces. Calciul neutralizeaza acizii organici si stimuleaza formarea
perilor absorbanti pe radacina. Carenta calciului in nutritia plantei
se manifesta prin oprirea cresterii, prin rasucirea frunzelor tinere, care capata
o culoare verde deschis, varful vegetativ uscandu-se, radacinile
ramanand scurte, groase, cu varfurile uscate. Excesul de calciu
in plante determina imbatranirea prematura, iar excesul de
calciu in sol produce insolubolizarea borului, soldata fiziologic cu aparitia
clorozei la frunze.
5. Sulful este absorbit de plante sub forma de ioni SO2- , compusi organici
cu sulf, ca cistina. Cerinte mari de sulf au ceapa, usturoiul, mustarul, telina,
floarea soarelui, si rapita. In organismul plantei cantitati mai mari
se acumuleaza in semintele de mustar negru, in bulbul de ceapa si
in cel de usturoi. Sulful intra in constitutia chimica a unor aminoacizi,
a unor enzime si a unor coenzime. Insuficienta sulfului in nutritie produce
incetinirea si apoi oprirea din crestere. Frunzele se ingalbenesc
si apare o imbatranire prematura.
6. Magneziul este un element absolut necesar plantelor, indispensabil formarii
clorofilei, in procesul de sinteza a glucidelor, lipidelor si proteinelor.
El este un activator al multor enzime necesare respiratiei, activator al enzimelor
ce participa in sinteza ARN si AND. Insuficienta magneziului in
nutritie se manifesta prin aparitia unei coloratii galbene-portocalii, pe marginea
frunzelor sau aparitia unor pete clorotice de culoare verde-inchis pe
lamina cloriara.
7. Sodiul se afla in cantitati mai mari in algele marine si in
plantele superioare de saraturi (halofite). El este schimbabil cu alti cationi,
cum ar fi Ca2+ , sau K+ . Sodiul are ca functie mentinerea presiunii osmotice
in celule. Insuficienta sodiului la plantele halofile se manifesta prin
culoarea deschisa a frunzelor, aproape alba, prin aparitia de pete necrotice.
8. Clorul este un element prezent in toate plantele. El se acumuleaza
in cantitati mai mari in algele marine, in ferigi si i
plantele halofile. Plantele superioare il iau din sol prin sistemul radicular
si din atmosfera in stare gazoasa, prin stomatele frunzelor. Insuficienta
in nutritie determina cloroza frunzelor la tomate, ondularea marginilor
frunzelor si inhibarea cresterii radacinilor, dereglarea metabolismului plantelor.
II. Rolul fiziologic al microelementelor.
Microelmentele sunt prezente in cantitati mici in corpul plantelor.
Prezenta lor este insa absolut necesara. Ele intervin in metabolismul
general, in cresterea si dezvoltarea plantelor, in procesele de
imunitate. Lipsa unui microelement poate fi corectata prin adaugarea lui in
mediu.
1. Borul are un rol fiziologic multiplu, participand in metabolismul
plantei, ca anion si formand esteri fiziologici activi. El stimuleaza
absorbtia unor macro- si microelemente. Insuficienta lui in nutritie provoaca
cloroza, rasucirea si deformarea frunzelor superioare, moartea prin uscare a
mugurilor terminali, oprirea proceselor de crestere si dezvoltare, aparitia
de pete brune sau negre in interiorul fructelor sau a unor organe.
2. Ferul este utilizat de plante sub forma de saruri feroase si ferice . El
este absorbit de plantele terestre prin sistemul radicular, iar de plantele
acvatice, submerse prin intreg corpul lor sub forma de ioni. Carenta ferului
in corpul plantei determina ingalbenirea frunzelor si incetinirea
cresterii.
3. Cuprul intra in compozitia chimica a multor substante. El constituie
componentul metalic al fenoloxidazei, lactazei, ascorbic-acid-oxidazei. Continutul
cuprului in plante variaza de la urme, pana la 46 p.p.m. Carenta
cuprului apare mai ales pe terenurile mlastinoase. Aceasta se manifesta prin
vestejirea si decolorarea pana la o noanta alba a frunzelor tinere.
4. Zincul este indispensabil pentru plante. El este absorbit de acestea din
mediul de viata, sub forma de ioni. El este raspandit la plantele inferioare
(alge si ciuperci) si la plantele superioare. Zincul intra in structura
chimica a enzimelor carbohidraza, fosfataza si numeroase dehiodrogenaze. Carenta
lui in corpul plantelor se manifesta prin reducerea cresterii plantelor,
dispunerea in rozeta a ramurilor si frunzelor terminale, patarea cu galben
a frunzelor. Vita de vie, inul, hameiul ricinul si porumbul sunt sensibile la
lipsa din nutritie a zincului. Graul, secara, ovazul si mazarea sunt mai
putin sensibile.
III. Rolul fiziologic al ultramicroelementelor
Ultramicroelemenmtele se gasesc in cantitati foarte mici in copul
plantelor, prezenta lor in nutritie fiind insa absolut necesara.
Dintre acestea, cele radioactive stimuleaza activitatea enzimelor, intensifica
procesele metabolice, diviziounile celulare, fotosinteza, stimuleaza cresterea
si dezvoltarea plantelor, stimuleaza trecerea organelor de la starea de repaus
la starea activa, stimuleaza absorbtia, etc. Mecanismul lor de actiune este
strans legat de energia intraatomica emisa sub forma de radiatii a,b,g.
Prezinta aplicabilitate in agricultura. Iradiera in doze mici a
semintelor de porumb si grau a adus la cresterea recoltei cu 12-15 %,
fata de martor. Radiatiile ionizante sunt utilizate pentru prelungirea duratei
de pastrare a tuberculilor de cartof, utilizand pentru iradiere, doze
de 10 kard. Fructele se pastreaza in stare proaspata, iradiindu-le cu
doze de 200-400 kard.