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 ~ 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. 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.