该植物营养是一组化学过程,通过这些营养物质从地上两层提取,对器官的生长和发展的支持。它还特别提到了植物所需的矿质营养素的类型及其不足的症状。
对植物营养的研究对于负责护理和维护具有农业意义的农作物的人们尤其重要,因为它直接关系到产量和产量的衡量标准。
用玉米播种的田地(资料来源:picture.com/)
由于长时间的蔬菜种植会导致土壤的侵蚀和矿物贫瘠,因此农业的重大进步与肥料的开发有关,肥料的组成应根据目标品种的营养要求精心设计。
毫无疑问,这些肥料的设计需要植物生理学和营养方面的广博知识,因为如同在任何生物系统中一样,存在植物无法正常运行的上限和下限。缺乏或过多
植物如何营养?
根在植物营养中起重要作用。矿物质养分从“土壤溶液”中获取,并通过简单的(细胞内)或质外性(细胞外)途径运输至血管束。它们被装入木质部并运输到茎中,在那里它们具有各种生物学功能。
菊苣根
通过交感根从土壤中吸收养分,然后通过质外生途径将养分运至木质部,是由不同因素介导的不同过程。
营养循环被认为可以调节离子对木质部的吸收,而对根部交感的吸收可能取决于温度或外部离子浓度。
由于质子气管旁细胞中表达的质子泵(ATPase)产生的力,溶质向木质部的转运通常通过离子通过离子通道的被动扩散或被动转运而发生。
另一方面,运输到质外体是由来自蒸腾叶片的静水压力差驱动的。
许多植物利用相互关系来养活自己,以吸收矿物质的其他离子形式(例如固氮细菌),提高其根部的吸收能力,或获得某些元素(例如菌根)的更大利用率。 。
基本要素
植物对每种营养素的需求不同,因为并非所有植物都以相同的比例或相同的目的使用。
必需元素是构成植物结构或代谢的组成部分的元素,其缺失会导致其生长,发育或繁殖出现严重异常。
通常,所有元素都在细胞结构,代谢和渗透调节中起作用。大量和微量营养素的分类与植物组织中这些元素的相对丰度有关。
大量营养素
大量营养素包括氮(N),钾(K),钙(Ca),镁(Mg),磷(P),硫(S)和硅(Si)。尽管基本元素参与了许多不同的细胞事件,但可以指出一些特定功能:
氮
这是植物需要的大量矿物质元素,通常是许多土壤中的限制元素,这就是为什么肥料的成分通常都含有氮。氮是一种可移动的元素,是细胞壁,氨基酸,蛋白质和核酸的重要组成部分。
尽管大气中的氮含量非常高,但是只有豆科的植物才能够使用分子氮作为氮的主要来源。其余可同化的形式是硝酸盐。
钾盐
这种矿物质以单价阳离子形式(K +)从植物中获得,并参与细胞渗透势的调节,以及参与呼吸和光合作用的酶的激活剂。
钙
通常发现它为二价离子(Ca2 +),对于细胞壁合成至关重要,尤其是在分裂过程中分隔细胞的中间层的形成。它还参与有丝分裂纺锤体的形成,是细胞膜功能所必需的。
它在激素和环境信号的多种植物反应途径中作为次要信使发挥着重要作用。
它可以结合钙调蛋白,并且该复合物调节酶,例如激酶,磷酸酶,细胞骨架蛋白,信号蛋白等。
镁
镁参与光合作用,呼吸作用以及DNA和RNA合成中许多酶的活化。另外,它是叶绿素分子的结构部分。
比赛
磷酸盐对于形成呼吸和光合作用的糖-磷酸盐中间体特别重要,并且是磷脂头上极性基团的一部分。ATP和相关的核苷酸具有磷以及核酸的结构。
硫
氨基酸半胱氨酸和蛋氨酸的侧链含有硫。这种矿物质还是许多辅酶和维生素的重要成分,例如辅酶A,S-腺苷甲硫氨酸,生物素,维生素B1和泛酸,它们对植物的新陈代谢至关重要。
硅
虽然在Equisoceae家族中仅证明了对这种矿物质的特殊要求,但有证据表明,这种矿物质在某些物种的组织中的积累有助于生长,繁殖和抵抗压力。
苗(资料来源:foto.com/)
微量营养素
微量营养元素是氯(Cl),铁(Fe),硼(B),锰(Mn),钠(Na),锌(Zn),铜(Cu),镍(Ni)和钼(Mo)。像大量营养素一样,微量营养素在植物代谢中也具有重要功能,即:
氯
氯以阴离子形式(Cl-)存在于植物中。呼吸过程中发生的水的光解反应是必不可少的。参与光合作用过程以及DNA和RNA的合成。它也是叶绿素分子环的结构成分。
铁
铁是多种酶的重要辅助因子。它的基本作用涉及氧化物还原反应中的电子传输,因为它很容易从Fe2 +可逆地氧化成Fe3 +。
它的主要作用可能是作为细胞色素的一部分,对于光合作用中光能的运输至关重要。
硼
它的确切功能尚未确定,但是有证据表明它在细胞伸长,核酸合成,激素反应,膜功能和细胞周期调节中很重要。
锰
发现锰为二价阳离子(Mg2 +)。它参与植物细胞中许多酶的活化,特别是参与三羧酸循环或克雷布斯循环的脱羧酶和脱氢酶。它最著名的功能是在光合作用过程中从水中产生氧气。
钠
许多具有C4代谢和颅二酸(CAM)的植物都需要使用此离子进行碳固定。对于磷酸烯醇丙酮酸的再生,在上述途径中的第一次羧化的底物,也很重要。
锌锌
大量酶需要锌才能发挥功能,有些植物需要锌才能进行叶绿素的生物合成。氮代谢酶,能量转移酶和其他蛋白质的生物合成途径需要锌才能发挥其功能。它也是许多遗传上重要的转录因子的结构部分。
铜
铜与许多参与氧化还原反应的酶有关,因为它可以从Cu +逆向氧化为Cu2 +。这些酶的一个例子是质体蓝蛋白,其在光合作用的光反应过程中负责电子的转移。
镍
植物对此矿物质没有特殊要求,但是,许多与植物保持共生关系的固氮微生物需要镍作为固定过程中处理气态氢分子的酶。
钼
硝酸还原酶和固氮酶是许多需要钼才能发挥其功能的酶。硝酸还原酶在植物吸收氮的过程中催化硝酸盐还原为亚硝酸盐,而固氮微生物中的固氮酶则将氮气转化为氨。
缺陷诊断
蔬菜的营养变化可以通过多种方法进行诊断,其中叶面分析是最有效的方法之一。
沸腾香蒲中的间隔性萎黄症(吉姆·康拉德,通过Wikimedia Commons)
色病或发黄,深色坏死斑的出现及其分布方式以及色素(如花青素)的存在是诊断缺陷时要考虑的因素之一。
重要的是要考虑每个项目的相对移动性,因为并非所有项目都以相同的规律性运输。因此,在成年叶片中可以观察到诸如K,N,P和Mg等元素的缺乏,因为这些元素向着组织方向转移。
相反,幼叶将表现出B,Fe和Ca等元素的缺陷,而这些元素在大多数植物中相对固定。
参考文献
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