Rolul fiziologic al macroelementelor
1. Azotul
2. Fosforul
3. Potasiul
4. Calciul
5. Sulful
6. Magneziul
7. Sodiul
8. Clorul


Nutriţia minerală a plantelor este un proces fiziologic de aprovizionare a plantelor cu substanţe nutritive. Acest proces are loc la plantele talofite, prin toată suprafaţa talului, iar la plantele cormofite, doar prin sistemul radicular şi prin frunze. Substanţele nutritive absorbite din mediu pot fi anorganice (adică minerale) sau organice. Plantele verzi absorb în mod predominant substanţele minerale, din care, prin asimilaţie clorofiliană, sunt sintetizate substanţele organice. Lor li se alătură şi bacteriile chemoautotrofe, lipsite de pigmenţi asimilatori, dar capabile să sintetizeze substanţe organice din cele anorganice. Toate se numesc plante autotrofe. Restul plantelor lipsite de pigmenţii asimilatori sunt incapabile să sintetizeze substanţe organice din cele minerale, şi de aceea, ele utilizează substanţe organice existente în mediul lor de viaţă. Aceste plante se numesc heterotrofe. Elementele chimice, din nutriţia plantelor cu substanţe anorganice sau cu substanţe organice, devin elemente de constituţie ale unor substanţe care participă la structura protoplasmei şi a pereţilor celulari. De asemenea, aceste elemente intră şi în structura chimică a unor substanţe energetice, dintre care cele mai importante sunt hidraţii de carbon, grăsimile şi proteinele, care prin degradare aerobă sau anaerobă, furnizează energia necesară proceselor vitale. Proporţia cantitativă a elementelor chimice din corpul plantelor variază, iar acestea
sunt împărţite convenţional în macroelemente, a căror cantitate variază între 0,01 şi 10% din substanţa uscată, microelemente, a căror cantitate variază între 0,00001 şi 0,001% din substanţa uscată şi ultramicroelemente, a căror cantitate este mai mică de 0,00001 din substanţa uscată.
Macroelementele sunt :C, O, H, N, P, K, Ca, S, Mg, Na, Cl şi Si, iar microelementele sunt Fe, Mn, B, Sr, Cu, Zn, Ba, Ti, Li, I, Br, Al, Ni, Mo, As, Pb, Va, Rb, şi altele. Când în nutriţia plantelor lipseşte sau este insuficient un element chimic necesar, apar boli fiziologice, însoţite de încetinirea sau oprirea creşterii rădăcinii, a tulpinii, a frunzelor, sau a fructelor.


Elementele esenţiale necesare plantelor superioare



Elementul Sursa Forma sub care este preluat Funcţiiiziologice
ELEMENTELE NEMINERALE
C Atmosferă CO
Constituent al tuturor moleculelor organice
O Atmosferă CO
Constituent al majoritaţii molec. org
H Sol H O
Constituent al majoritaţii molec. org
N Sol NH şi NO
În structura proteinelor, acizi nucleici
MACROELEMENTELE
P Sol H PO
În acozii nucleici, ATP, fosfolipide
K Sol K
Activator enzimatic, bilanţul hidric
S Sol SO
În proteine şi coeziune
Ca Sol Ca
Constituent al pereţiilor celulari, membrane şi numeroase enzime
Mg Sol Mg
Constituent al clorofilelor, asigură stabilitatea riboyomilor şi protecţia unor sisteme enzimatice
MICROELEMENTELE
Fe Sol Fe şi Fe
În yona activă a multor enzime redox şi transportul de elevtroni, necesar sintezei clorofilei
Cl Sol Cl
Implicat în fotosinteză şi balanţa ionică
Mn Sol Mn
Activator a numeroase sisteme enzimatice
B Sol H BO şi HBO
Transportul glucidelo şi protecţia plantelor faţă de agenţi patogeni
Zn Sol Zn
Acticator enzimatic, necesar pentru sinteza auxinelor
Cu Sol Cu
Ăn zona activa a multor enzime redox şi ân transportul de electroni
Mo Sol MoO
Fixarea N, reducerea nitratilor








I. Rolul fiziologic al macroelementelor

Multe macroelemente sun absolut necesare pentru creşterea şi dezvoltarea normală a plantelor. Acestea sunt N, P, K, Ca, S şi Mg. La anumite grupe de plante se mai adaugă şi Na, Cl şi Si.
1. Azotul(N) este un element plastic. El intră în structura moleculelor de nucleoproteine, protidelor protoplasmatice, lipoproteinelor din citomembrane, în structura apoenzimelor, a coenzimelor, a vitaminelor B1, B6, B12, a hormonilor vegetali, a pigmenţilor fotosintetici (clorofile şi ficobiline) şi a stearidelor vegetale. Carenţa azotului în nutriţia plantelor duce la îngălbenirea frunzelor la încetinrea sau oprirea creşterii acestora. Excesul de azot duce la prelungirea perioadei de vegetaţie, la formarea abundentă a frunzelor şi la mărirea sensibilităţii la boli. Azotul poate fi luat de plante din sol, din apă, din atmosferă şi chiar din corpul altor organisme.
2. Fosforul(P) este absorbit din mediu sub formă de ioni PO3- , ajunge în celulă fără a fi redus şi intră în compoziţia unor compuşi organici de mare însemnătate fiziologică. El participă la alcătuirea fosfoprotidelor şi fosfolipidelor din protoplasmă şi nucleu, fosfolipidelor din grăunciorii de amidon şi aleuronă, lecitinelor din citomembrane, fitinei şi a nucleotidelor, cu grupe macroergice de ~ P(ADP, ATP). Fosforul intră în compoziţia unor coenzime. El îndepiâlineşte rolul energetic central în reacţiile de sinteză şi de oxidare biologică. El participă în fotosinteză, glicoliză, ciclul Krebs, sistemul Redox al lanţilui respirator, etc. Fosforul favorizează de nutriţie, de creştere, de înflorire şi fructificare, depunrea hidraţilor de carbon în fructe, sfecla de zahăr, tuberculi. Micşorează consumul specific de apă al plantelor. Fosforul se acumulează în organele tinere şi în seminţe. În lipsa lui, plantele rămân mici, rădăcinile sunt lungi şi rare, tulpina rigidă, frunzele verde-închis, până la albastru-verde, luând de multe ori o culoare roşie sau purpurie.
3. Potasiul(K) este un element indispensabil pentru metabolismul plantei, participând în sinteza aminoacizilor şi a proteinelor. El acţionează ca un element biocatalizator, stimulând numeroase procese fiziologice. El regleaz&# 259; absorbţia azotului de către plante, prelucrând nutriţia amoniacală, oxidarea amoniacului, iar în cazul nutriţiei nitrice, reducerea nitraţilor. Potasiul stimulează funcţionarea unor enzeme care participă în procesul de respiraţie şi în metabolismul hidraţilor de carbon, în metabolismul azotului şi sinteza vitaminelor. El stimulează şi sinteza clorofilelor şi intensitatea fotosintezei. Sporeşte capacitatea plantelor de a absorbi apa, şi de a rezista la ger şi secetă. El favorizează intensificarea acumulării glucidelor în plantă. Potasiul circulă foarte rapid în xilemul plantei sub formă de ioni. Se acumulează mai ales în ţesuturile tinere cu metabolism intens şi creştere rapidă, dintre care vârfurile vegetative, cambiul şi periciclul. Toamna, înainte de căderea frunzelor, potasiul migrează din ele în ramuri sau tulpină. Carenţa potasiului în nutriţia plantelor diminuează creşterea şi dezvoltarea lor. Se produce o brunificare şi răsucire a frunzelor. Se dereglează metabolismul, scade intensitatea fotosintezei, a protosintezei. Se diminuează cantitatea amidonului şi proteinelor, se micşorează rezistenţa la boli, iar la anumite specii pe faţa inferioară a frunzelor apar pete albe, galbene, brun-roşcate sau brune.
4. Calciul(Ca) este absorbit de plante sub formă de cationi(Ca2+ ). El este acumulat în protoplasmă, vacuole, cloroplaste, mitocondrii. Calciul are un rol important în desfăşurarea mitozei cu implicaţii în organizarea cromozomilor. El intră în structura chimică a enzimelor lipază, esterază, colinestrază. Calciul îndeplineşte rol activator al enzimelor argininchinaza, adenozinfosftaza, adenilchinaza. El joacă un rol important şi în fixarea sarcinilor negative la suprafaţa protoplasmei. Împreună cu potasiul, calciul participă la menţinerea echilibrului hidric celular. El este antagonist al ionilor Al2+ Mg2+, Zn2+, Fe2+,K+,Na+,NH+,Al3+ , înlăturând acţiunea lor vătămătoare, în caz de exces. Calciul neutralizează acizii organici şi stimulează formarea perilor absorbanţi pe rădăcină. Carenţa calciului în nutriţia plantei se manifestă prin oprirea creşterii, prin răsucirea frunzelor tinere, care capătă o culoare verde deschis, vârful vegetativ uscându-se, rădăcinile rămânând scurte, groase, cu vârfurile uscate. Excesul de calciu în plante determină îmbătrânirea prematură, iar excesul de calciu în sol produce insolubolizarea borului, soldată fiziologic cu apariţia clorozei la frunze.
5. Sulful(S) este absorbit de plante sub formă de ioni SO2- , compuşi organici cu sulf, ca cistina. Cerinţe mari de sulf au ceapa, usturoiul, muştarul, ţelina, floarea soarelui, şi rapiţa. În organismul plantei cantităţi mai mari se acumulează în seminţele de muştar negru, în bulbul de ceapă şi în cel de usturoi. Sulful intră în constituţia chimică a unor aminoacizi, a unor enzime şi a unor coenzime. Insuficienţa sulfului în nutriţie produce încetinirea şi apoi oprirea din creştere. Frunzele se îngălbenesc şi apare o îmbătrânire prematură.
6. Magneziul(Mg) este un element absolut necesar plantelor, indispensabil formării clorofilei, în procesul de sinteză a glucidelor, lipidelor şi proteinelor. El este un activator al multor enzime necesare respiraţiei, activator al enzimelor ce participă în sinteza ARN şi AND. Insuficienţa magneziului în nutriţie se manifestă prin apariţia unei coloraţii galbene-portocalii, pe marginea frunzelor sau apariţia unor pete clorotice de culoare verde-închis pe lamina cloriară.
7. Sodiul(Na) se află în cantităţi mai mari în algele marine şi în plantele superioare de sărături (halofite). El este schimbabil cu alţi cationi, cum ar fi Ca2+ , sau K+ . Sodiul are ca funcţie menţinerea presiunii osmotice în celule. Insuficienţa sodiului la plantele halofile se manifestă prin culoarea deschisă a frunzelor, aproape albă, prin apariţia de pete necrotice.
Clorul(Cl) este un element prezent în toate plantele. El se acumulează în cantităţi mai mari în algele marine, în ferigi şi î plantele halofile. Plantele superioare îl iau din sol prin sistemul radicular şi din atmosferă în stare gazoasă, prin stomatele frunzelor. Insuficienţa în nutriţie determină cloroza frunzelor la tomate, ondularea marginilor frunzelor şi inhibarea creşterii rădăcinilor, dereglarea metabolismului plantelor.