Nawożenie roślin

Dotychczas zidentyfikowano szesnaście pierwiastków, które są niezbędne do wzrostu i rozwoju roślin. Pierwiastki mineralne odgrywają kluczowe role, które można podzielić na następujące kategorie:

1.Tworzenie struktur komórkowych i metabolitów komórkowych

2.Udział w procesach osmotycznych i turgorze komórkowym

3.W reakcjach przenoszenia energii

4.W reakcjach katalizowanych przez enzymy

5.W procesach reprodukcyjnych roślin

Wymagania odżywcze roślin

Zgodnie z wymaganiami odżywczymi roślin, pierwiastki odżywcze dzielą się na makroelementy i mikroelementy.

Pierwiastki mineralne, które są wymagane przez rośliny w stężeniu większym niż jedna część na milion (ppm) lub 1–150 g na kg suchej masy rośliny, to makroelementy (C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S). Pierwiastki, które są wymagane w stężeniu poniżej 1 ppm, to mikroelementy lub 0,1–100 mg na kg suchej masy rośliny (Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, B, Cl).

Ta klasyfikacja może różnić się w zależności od grup roślinnych i gatunków.

Azot

Po węglu, wodoru i tlenie, azot odgrywa kluczową rolę jako główny składnik strukturalny roślin. Jest używany do wytwarzania różnych związków azotowych w roślinach, takich jak białka, nukleotydy, porfiryny i alkaloidy. Redukcja azotu do amoniaku (NH4) jest niezbędna do jego włączenia do związków organicznych, aby przeprowadzać różne funkcje metaboliczne. Obejmuje to reduktazę azotanową, która redukuje NO3 do NO2 i dodatkową redukcję NO2 do NH4 przez reduktazę azotynową.

Aminokwasy, peptydy, amidy, ureidy i aminy to organiczne związki azotowe o niskiej masie cząsteczkowej. Makromolekularne organiczne związki azotowe to białka, kwasy nukleinowe, koenzymy, produkty wtórne, błony komórkowe.

Fosfor

Fosfor ma funkcję strukturalną jako składnik biomembran i nukleotydów. Jest ważnym składnikiem lipidów w roślinnych błonach, występującym w postaci fosfolipidów, np. fosfatydylocholiny. Fosfolipidy tworzą centralne bariery hydrofobowe w błonie komórkowej.

Potas

Potas jest wchłaniany przez rośliny w bardzo wysokich stężeniach z powodu wysokiej przepuszczalności błon roślinnych dla K+. Charakteryzuje się dużą mobilnością w obrębie całej rośliny i jest przemieszczany do młodszych tkanek. Ponadto, potas odgrywa istotną rolę w tolerancji roślin na różne stresy biotyczne i abiotyczne, w tym patogeny, niedobór wody oraz stres osmotyczny i termiczny. W zbożach potas zapewnia mechaniczna wytrzymałość słomy. Potas zwiększa także odporność roślin na grzyby powodujące choroby, nicienie i inne mikroorganizmy.

Siarka

Siarka jest wchłaniana przez rośliny głównie z gleby w postaci siarczanów (SO42-) i następnie wchodzi w skład wielu organicznych związków. Siarczan jest bezpośrednio integrowany w siarczolipidy, polisacharydy, glukozynolany i niektóre fitoaleksyny. Siarka chroni rośliny przed toksycznym nagromadzeniem metali ciężkich poprzez fitochelatyny. Siarka wiąże się z żelazem, tworząc klastry żelazo-siarkowe (Fe-S), które stanowią integralną część wielu białek zawierających żelazo.

Wapń

Wapń występuje w tkankach roślinnych w postaci Ca2+, węglanu wapnia, fosforanu wapnia i szczawianu wapnia. Wchłanianie Ca2+ jest bardzo wolne, ponieważ jest absorbowane tylko przez młode wierzchołki korzeni. Ca2+ jest absorbowany tylko przez młode wierzchołki korzeni. Absorpcja jest procesem biernym i jest hamowana przez obecność K+ i NH4+. Niski poziom wapnia w cytoplazmie zapobiega niekorzystnym interakcjom z innymi jonami odżywczymi (P04, Mg2+) i inaktywacji enzymów.

Wapń pełni funkcję strukturalną w ścianach komórkowych, ponieważ ma wysoką koncentrację w ścianach komórkowych (apoplasm). Wapń odgrywa istotną rolę w wydłużaniu komórek. Niedobór wapnia hamuje wzrost korzeni. Rozwój i kierunek wzrostu rurki pyłkowej są kontrolowane przez gradient wapnia zewnątrzkomórkowego. Wapń znajduje się w bardzo małych ilościach w cytoplazmie, co jest ważne, ponieważ wapń hamuje enzymy w cytoplazmie i chloroplastach.

Magnez

Magnez (Mg2+) jest obecny w roztworze glebowym w dużych ilościach, ale jest wchłaniany przez rośliny w znacznie mniejszych stężeniach niż inne kationowe mikroelementy. Jest to możliwe dzięki silnej konkurencji kationów podczas wchłaniania oraz braku transporterów magnezu w błonie plazmalemma. Magnez aktywuje wiele enzymów. Ważną rolą magnezu jest załadunek i rozładunek sacharozy w floemie.

Rośliny z niedoborem magnezu wykazują zwiększoną akumulację cukrów w liściach.