obiective de invatare

Până la sfârșitul acestei secțiuni, veți putea:

  • Descrieți modul în care plantele obțin nutrienți
  • Enumerați elementele și compușii necesari pentru o nutriție adecvată a plantelor
  • Descrieți un nutrient esențial

Plantele sunt organisme unice care pot absorbi nutrienții și apa prin sistemul lor radicular, precum și dioxidul de carbon din atmosferă. Calitatea solului și clima sunt principalii factori determinanți ai distribuției și creșterii plantelor. Combinația de nutrienți ai solului, apă și dioxid de carbon, împreună cu lumina soarelui, permite plantelor să crească.

Deoarece plantele necesită substanțe nutritive sub formă de elemente precum carbonul și potasiul, este important să înțelegem compoziția chimică a plantelor. Majoritatea volumului dintr-o celulă vegetală este apă; cuprinde de obicei 80-90% din greutatea totală a plantei. Solul este sursa de apă pentru plantele terestre și poate fi o sursă abundentă de apă, chiar dacă pare uscată. Rădăcinile plantelor absorb apa din sol prin firele de păr și o transportă până la frunze prin xilem. Pe măsură ce vaporii de apă se pierd din frunze, procesul de transpirație și polaritatea moleculelor de apă (care le permite să formeze legături de hidrogen) atrage mai multă apă din rădăcini în sus prin plantă către frunze ([link]). Plantele au nevoie de apă pentru a susține structura celulară, pentru funcțiile metabolice, pentru a transporta substanțele nutritive și pentru fotosinteză.


nutriționale

Celulele vegetale au nevoie de substanțe esențiale, denumite în mod colectiv nutrienți, pentru a susține viața. Nutrienții plantelor pot fi compuși fie din compuși organici, fie din compuși anorganici. Un compus organic este un compus chimic care conține carbon, cum ar fi dioxidul de carbon obținut din atmosferă. Carbonul obținut din CO2 atmosferic compune majoritatea masei uscate în majoritatea plantelor. Un compus anorganic nu conține carbon și nu face parte sau este produs de un organism viu. Substanțele anorganice, care formează majoritatea soluției solului, sunt denumite în mod obișnuit minerale: cele necesare plantelor includ azot (N) și potasiu (K) pentru structură și reglare.

Plantele necesită doar lumină, apă și aproximativ 20 de elemente pentru a-și susține toate nevoile biochimice: aceste 20 de elemente sunt numite substanțe nutritive esențiale ([link]). Pentru ca un element să fie considerat esențial, sunt necesare trei criterii: 1) o plantă nu își poate finaliza ciclul de viață fără element; 2) niciun alt element nu poate îndeplini funcția elementului; și 3) elementul este direct implicat în nutriția plantelor.

Elemente esențiale pentru creșterea plantelor Macronutrienți Micronutrienți
Carbon (C) Fier (Fe)
Hidrogen (H) Mangan (Mn)
Oxigen (O) Bor (B)
Azot (N) Molibden (Mo)
Fosfor (P) Cupru (Cu)
Potasiu (K) Zinc (Zn)
Calciu (Ca) Clor (Cl)
Magneziu (Mg) Nichel (Ni)
Sulf (S) Cobalt (Co)
Sodiu (Na)
Siliciu (Si)

Macronutrienți și micronutrienți

Elementele esențiale pot fi împărțite în două grupe: macronutrienți și micronutrienți. Nutrienții pe care plantele le necesită în cantități mai mari se numesc macronutrienți. Aproximativ jumătate din elementele esențiale sunt considerate macronutrienți: carbon, hidrogen, oxigen, azot, fosfor, potasiu, calciu, magneziu și sulf. Primul dintre acești macronutrienți, carbonul (C), este necesar pentru a forma carbohidrați, proteine, acizi nucleici și mulți alți compuși; de aceea este prezent în toate macromoleculele. În medie, greutatea uscată (cu excepția apei) a unei celule este de 50% carbon. După cum se arată în [link], carbonul este o parte cheie a biomoleculelor vegetale.


Următorul element cel mai abundent din celulele vegetale este azotul (N); face parte din proteine ​​și acizi nucleici. Azotul este, de asemenea, utilizat în sinteza unor vitamine. Hidrogenul și oxigenul sunt macronutrienți care fac parte din mulți compuși organici și formează, de asemenea, apă. Oxigenul este necesar pentru respirația celulară; plantele folosesc oxigenul pentru a stoca energia sub formă de ATP. Fosforul (P), o altă macromoleculă, este necesar pentru a sintetiza acizi nucleici și fosfolipide. Ca parte a ATP, fosforul permite transformarea energiei alimentare în energie chimică prin fosforilare oxidativă. La fel, energia luminii este transformată în energie chimică în timpul fotofosforilării în fotosinteză și în energie chimică care trebuie extrasă în timpul respirației. Sulful face parte din anumiți aminoacizi, cum ar fi cisteina și metionina, și este prezent în mai multe coenzime. Sulful joacă, de asemenea, un rol în fotosinteză ca parte a lanțului de transport al electronilor, unde gradienții de hidrogen joacă un rol cheie în conversia energiei luminoase în ATP. Potasiul (K) este important datorită rolului său în reglarea deschiderii și închiderii stomatale. Ca deschideri pentru schimbul de gaze, stomatele ajută la menținerea unui echilibru hidric sănătos; o pompă de ioni de potasiu susține acest proces.

Magneziul (Mg) și calciul (Ca) sunt, de asemenea, importante macronutrienți. Rolul calciului este dublu: să regleze transportul nutrienților și să susțină multe funcții enzimatice. Magneziul este important pentru procesul fotosintetic. Aceste minerale, împreună cu micronutrienții, care sunt descriși mai jos, contribuie, de asemenea, la echilibrul ionic al plantei.

Pe lângă macronutrienți, organismele necesită diferite elemente în cantități mici. Acești micronutrienți, sau oligoelemente, sunt prezenți în cantități foarte mici. Acestea includ bor (B), clor (Cl), mangan (Mn), fier (Fe), zinc (Zn), cupru (Cu), molibden (Mo), nichel (Ni), siliciu (Si) și sodiu Na ).

Deficiențele în oricare dintre aceste substanțe nutritive - în special macronutrienții - pot afecta negativ creșterea plantelor [link]. În funcție de nutrienții specifici, o lipsă poate provoca creșterea scăzută, creșterea lentă sau cloroză (îngălbenirea frunzelor). Deficiențe extreme pot duce la frunze care prezintă semne de moarte celulară.


Vizitați acest site web pentru a participa la un experiment interactiv privind deficiențele de nutrienți ai plantelor. Puteți ajusta cantitățile de N, P, K, Ca, Mg și Fe pe care le primesc plantele. . . și vezi ce se întâmplă.


Hidroponie

Hidroponica este o metodă de creștere a plantelor într-o soluție nutritivă de apă în loc de sol. De la apariția sa, hidroponia a devenit un proces în creștere pe care cercetătorii îl folosesc adesea. Oamenii de știință care sunt interesați să studieze deficiențele de nutrienți ai plantelor pot folosi hidroponica pentru a studia efectele diferitelor combinații de nutrienți în condiții strict controlate. Hidroponica s-a dezvoltat, de asemenea, ca o modalitate de a cultiva flori, legume și alte culturi în medii de seră. S-ar putea să găsiți produse cultivate hidroponic la magazinul dvs. local. Astăzi, multe salate și roșii din piața dvs. au fost cultivate hidroponic.

Plantele pot absorbi nutrienți anorganici și apă prin sistemul lor radicular și dioxid de carbon din mediu. Combinația de compuși organici, împreună cu apă, dioxid de carbon și lumina soarelui, produc energia care permite plantelor să crească. Compușii anorganici formează majoritatea soluției solului. Plantele au acces la apă prin sol. Apa este absorbită de rădăcina plantei, transportă substanțele nutritive în întreaga plantă și menține structura plantei. Elementele esențiale sunt elemente indispensabile pentru creșterea plantelor. Acestea sunt împărțite în macronutrienți și micronutrienți. Macronutrienții necesari de plante sunt carbon, azot, hidrogen, oxigen, fosfor, potasiu, calciu, magneziu și sulf. Micronutrienții importanți includ fier, mangan, bor, molibden, cupru, zinc, clor, nichel, cobalt, siliciu și sodiu.

Pentru ca un element să fie considerat esențial, trebuie îndeplinite toate criteriile următoare, cu excepția:

  1. Niciun alt element nu poate îndeplini funcția.
  2. Elementul este direct implicat în nutriția plantelor.
  3. Elementul este anorganic.
  4. Planta nu își poate finaliza ciclul de viață fără element.

Nutrientul care face parte din carbohidrați, proteine ​​și acizi nucleici și care formează biomolecule este ________.

  1. azot
  2. carbon
  3. magneziu
  4. fier

Cele mai multe ________ sunt necesare pentru funcționarea enzimei.

  1. micronutrienți
  2. macronutrienți
  3. biomolecule
  4. nutrienți esențiali

Care este principala sursă de apă pentru plantele terestre?

  1. ploaie
  2. sol
  3. biomolecule
  4. nutrienți esențiali

Ce tip de probleme vegetale rezultă din deficiențele de azot și calciu?

Deficiențele acestor substanțe nutritive ar putea avea ca rezultat creșterea scăzută, creșterea lentă și cloroza.

Ce a arătat experimentul van Helmont?

van Helmont a arătat că plantele nu consumă sol, ceea ce este corect. De asemenea, el a crezut că creșterea plantelor și creșterea în greutate rezultă din aportul de apă, o concluzie care a fost respinsă de atunci.

Enumerați doi macronutrienți esențiali și doi nutrienți esențiali.

Răspunsurile pot varia. Macronutrienții esențiali includ carbon, hidrogen, oxigen, azot, fosfor, potasiu, calciu, magneziu și sulf. Micronutrienții esențiali includ fier, mangan, bor, molibden, cupru, zinc, clor, nichel, cobalt, sodiu și siliciu.

Glosar

Licență

Biologia de către OpenStaxCollege este licențiată sub o licență internațională Creative Commons Attribution 4.0 International, cu excepția cazului în care se menționează altfel.