Питание растений это процесс получения ими химических элементов необходимых для роста. Существует несколько принципов, применимых к питанию растений. Некоторые элементы непосредственно участвуют в метаболизме растений. Другие полезные элементы, присутствие которых не обязательно, но они оказывает явное положительное влияние на рост растений. Растительные продукты питания важны как пища для организма человека.
Питательные вещества растительного мира
К основным питательным веществам относятся такие без которых растение не может завершить свой полный жизненный цикл.
Есть 16 основных питательных веществ растений, помимо трех основных элементарных питательных веществ углерода и кислорода, которые получают фотосинтетические растения из углекислого газа в воздухе, и водорода, который получается из воды.
Макроэлементы (не считая кислорода, углерода и водорода):
- N = Азот
- P = фосфор
- K = калий
- Ca = кальций
- Mg = магний
- S = сера
- Si = кремний микроэлемент (следовые уровни)
- Cl = хлор
- Fe = железо
- B = Бор
- Mn = марганец
- Na = Натрий
- Zn = Цинк
- Cu = Медь
- Ni= Никель
- Мо = Молибден
Кальций регулирует транспорт других питательных веществ в растение, а также участвует в активации некоторых растительных ферментов. Дефицит кальция приводит к задержке роста.
Азот является важным компонентом всех белков.
Дефицит азота чаще всего приводит к задержке роста.
Фосфор играет важную роль в биоэнергетике растений. Как компонент аденозинтрифосфорная кислота необходима для преобразования световой энергии в химическую энергию в процессе фотосинтеза. Фосфор также может быть использован для модификации активности различных ферментов путем фосфорилирования, а также может быть использован для сигнализации клеток. Поскольку АТФ может использоваться для биосинтеза многих биомолекул растений, фосфор важен для роста растений и формирования цветков/семян.
Калий регулирует открытие и закрытие воды в клетку. Играет важную роль в регулировании воды, калий уменьшает потерю жидкости из листьев и повышает засухоустойчивость. Дефицит калия может вызвать некроз или хлороз.
Кремний осаждается в клеточных стенках и вносит свой вклад в его механические свойства, включая жесткость и эластичность.
Бор играет важную роль в транспорте сахара, делении клеток и синтезе определенных ферментов. Дефицит бора вызывает некроз молодых листьев и задержку роста.
Медь важна для фотосинтеза. Симптомы дефицита меди включают хлороз. Участвует во многих ферментативных процессах. Необходима для правильного фотосинтеза. Участвует в производстве лигнина (клеточных стенок).
Хлор необходим для осмоса и ионного баланса; он также играет определенную роль в фотосинтезе.
Железо необходимо для фотосинтеза и присутствует в растениях в качестве кофактора фермента. Дефицит железа может привести к хлорозу и некрозу.
Марганец необходим для построения хлоропластов. Дефицит марганца может привести к аномалиям окраски, таким как обесцвеченные пятна на листве.
Молибден является кофактором ферментов, важных в создании аминокислот.
Никель в высших растениях необходим для активации уреазы, фермента, участвующего в азотистом обмене, который необходим для переработки мочевины. Без никеля накапливаются токсичные уровни мочевины, что приводит к образованию некротических очагов. В низших растениях никель активирует несколько ферментов, участвующих в различных процессах, и может заменить цинк и железо в качестве кофактора в некоторых ферментах.
Натрий участвует в регенерации фосфоенолпирувата в растениях. Он также может заменить калий в некоторых обстоятельствах.
Цинк необходим в большом количестве ферментов и играет существенную роль в транскрипции ДНК. Типичным симптомом дефицита цинка является замедление роста листьев, обычно называемое «маленьким листом» и вызванное окислительной деградацией ауксина гормона роста.
Как поглощались питательные вещества
Питание растений обеспечивается необходимыми элементами из почвы через свои корни и из воздуха (состоящего в основном из азота и кислорода) через свои листья. Зеленые растения получают свой углеводный запас из углекислого газа в воздухе в процессе фотосинтеза.
Углерод и кислород поглощаются из воздуха, в то время как другие питательные вещества поглощаются из почвы.
Питание растений путем поглощения питательных веществ в почве достигается катионным обменом, при котором корневые волоски накачивают ионы водорода (Н+) из почвы через протонные насосы. Эти ионы водорода вытесняют катионы, прикрепленные к отрицательно заряженным частицам почвы, так что катионы доступны для поглощения корнем. В листьях устьица открываются, чтобы впустить углекислый газ и вытеснить кислород. Молекулы углекислого газа используются в качестве источника углерода в процессе фотосинтеза. Хотя азот в изобилии содержится в атмосфере Земли, очень немногие растения могут использовать его непосредственно. Поэтому большинству растений требуется присутствие азотных соединений в почве, в которой они растут. Это стало возможным благодаря тому, что в процессе азотфиксации в основном инертный атмосферный азот изменяется бактериями до биологически пригодных форм в почве.
Питание растений является трудным предметом для полного понимания, частично из-за различий между различными растениями и даже между различными видами или особями данного клона. Элементы, присутствующие в низких концентрациях, могут вызывать симптомы дефицита, а токсичность возможна при слишком высоких концентрациях. Кроме того, дефицит одного элемента может проявляться как симптомы токсичности другого элемента, и наоборот.
Антиоксиданты в продуктах растительного происхождения необходимы организму человека.