אלמנטים של תזונה מינרלית של צמחים

2024 מְחַבֵּר: Sebastian Paterson | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 13:50

הפונקציות העיקריות של מינרלים

לתזונה מינרלית יש חשיבות רבה לפיזיולוגיה של צמח, מכיוון שאספקה מספקת של אלמנטים מינרליים פשוט נחוצה לגדילה והתפתחותה הרגילה. צמחים, בנוסף לאהבה וטיפול, דורשים: חמצן, מים, פחמן דו חמצני, חנקן וסדרה שלמה (יותר מ -10) של יסודות מינרלים המשמשים כחומרי גלם לתהליכים שונים של קיום האורגניזם.

לחומרים מזינים מינרליים בצמחים יש פונקציות חשובות רבות. הם יכולים למלא את התפקיד של רכיבים מבניים של רקמות צמחיות, זרזים לתגובות שונות, מווסתים של לחץ אוסמוטי, רכיבי מערכות חיץ, וווסתים של חדירות קרום.

מדריך גננים

משתלות צמחים חנויות סחורות לבקתות קיץ אולפני עיצוב נוף

דוגמאות לתפקידם של המינרלים כמרכיבים של רקמות הצמח הן סידן בדפנות התאים, מגנזיום במולקולות כלורופיל, גופרית בחלבונים מסוימים, וזרחן בפוספוליפידים ובנוקלאופרוטאינים. באשר לחנקן, למרות שהוא אינו שייך לאלמנטים מינרליים, הוא נכלל לעיתים קרובות במספרם, בהקשר זה יש לציין זאת שוב כמרכיב חשוב בחלבון.

כמה אלמנטים, למשל, כגון ברזל, נחושת, אבץ, נדרשים במינונים מיקרו, אך כמויות קטנות אלה נחוצות גם הן מכיוון שהן חלק מקבוצות תותבות או קואנזימים של מערכות אנזים מסוימות. ישנם מספר יסודות (בורון, נחושת, אבץ) שהם רעילים קטלניים לצמח בריכוזים גבוהים יותר. רעילותם קשורה ככל הנראה להשפעה שלילית על מערכות האנזים של אורגניזם הצמח.

החשיבות של מתן תזונה מספקת של מינרלים מינרליים זכתה להערכה רבה בגננות ומהווה מדד לצמיחה טובה ולפיכך לתשואות טובות ויציבות.

אלמנטים הכרחיים

כתוצאה ממחקרים שונים, נקבע כי יותר ממחצית מרכיבי המערכת התקופתית של מנדלייב נמצאים בצמחים, וייתכן בהחלט שכל יסוד בקרקע יכול להיקלט בשורשים. לדוגמא, יותר מ -27 אלמנטים (!) נמצאו בחלק מהדגימות של עץ האורן Weymouth. הוא האמין כי לא כל האלמנטים הזמינים בצמחים נחוצים להם.

לדוגמא, אלמנטים כמו פלטינה, פח, כסף, אלומיניום, סיליקון ונתרן אינם נחשבים הכרחיים. עבור היסודות המינרליים הדרושים, נהוג לקחת את אלו שבהם צמחים אינם יכולים להשלים את מחזור חייהם ואת אלו שהם חלק מהמולקולה של כל רכיב צמחי הכרחי.

הפונקציות העיקריות של אלמנטים תזונתיים מינרליים

מרבית המחקרים על תפקידם של אלמנטים שונים בוצעו על צמחים עשבוניים, שכן מחזור חייהם הוא כזה שניתן ללמוד אותם תוך זמן קצר. בנוסף, נערכו כמה ניסויים בעצי פרי ואפילו בשתילי יער. כתוצאה ממחקרים אלה נמצא כי אלמנטים שונים בצמחים עשבוניים וגם בעצים ממלאים את אותן פונקציות.

חַנקָן. תפקיד החנקן ידוע כמרכיב של חומצות אמינו - בוני חלבונים. בנוסף, חנקן נכלל בתרכובות רבות אחרות, כגון פורינים, אלקלואידים, אנזימים, מווסתים לגדילה, כלורופיל ואף בקרומי התאים. עם מחסור בחנקן, הסינתזה של כמות הכלורופיל הנורמלית מופרעת בהדרגה, וכתוצאה מכך, עם מחסור קיצוני שלה, מתפתח כלורוזיס של עלים מבוגרים וצעירים כאחד.

זַרחָן. יסוד זה הוא מרכיב אינטגרלי של נוקלאופרוטאינים ופוספוליפידים. זרחן אינו ניתן להחלפה בגלל הקשרים המקרואנרגטיים בין קבוצות פוספט, המשמשים כמתווך העיקרי בהעברת האנרגיה בצמחים. זרחן נמצא בצורה אורגנית ואורגנית כאחד. הוא עובר בקלות דרך הצמח, ככל הנראה, בשתי הצורות. מחסור בזרחן משפיע בעיקר על צמיחתם של עצים צעירים בהיעדר תסמינים כלשהם.

אֶשׁלָגָן. הצורות האורגניות של אשלגן אינן ידועות למדע, אך צמחים זקוקים לכמות גדולה מספיק ממנו, ככל הנראה, לצורך פעילות האנזימים. עובדה מעניינת היא שתאי הצמח מבחינים בין אשלגן לנתרן. יתר על כן, נתרן לא יכול להיות מוחלף לחלוטין באשלגן. מקובל באופן כללי כי אשלגן ממלא את התפקיד של גורם אוסמוטי בפתיחה ובסגירה של הסטומטיות. כמו כן יש לציין כי אשלגן בצמחים מאוד נייד, וחסרונו מעכב את תנועת הפחמימות וחילוף החומרים של החנקן, אך פעולה זו עקיפה יותר מאשר ישירה.

גוֹפרִית. יסוד זה הוא מרכיב של ציסטין, ציסטאין וחומצות אמינו אחרות, ביוטין, תיאמין, קואנזים A ותרכובות רבות אחרות השייכות לקבוצת הסולפידריל. אם נשווה גופרית עם חנקן, זרחן ואשלגן, נוכל לומר שהוא פחות נייד. מחסור בגופרית גורם לכלורוזיס ולהפרעה לביוסינתזה של חלבונים, מה שמוביל לעיתים קרובות להצטברות של חומצות אמינו.

סִידָן. ניתן למצוא סידן בכמויות משמעותיות למדי בדפנות התא, והוא קיים בצורה של סידן פקטט, מה שמשפיע ככל הנראה על האלסטיות של דפנות התא. בנוסף, הוא מעורב במטבוליזם של חנקן על ידי הפעלת מספר אנזימים, כולל עמילאז. סידן הוא יחסית מעט נייד. המחסור בסידן בא לידי ביטוי באזורים המריסטמטיים של קצות השורש, והעודף מצטבר בצורה של גבישי סידן אוקסילט בעלים וברקמות מגושמות.

מגנזיום. הוא חלק ממולקולת הכלורופיל ומשתתף בעבודה של מספר מערכות אנזימים, משתתף בשמירה על שלמות הריבוזומים ונע בקלות. עם חוסר במגנזיום, בדרך כלל נצפה כלורוזיס.

בַּרזֶל. רוב הברזל נמצא בכלורופלסטים, שם הוא משתתף בסינתזה של חלבונים פלסטיים, והוא נכלל גם במספר אנזימים נשימתיים, למשל, כמו פרוקסידאז, קטלאז, פרדוקסין וציטוכרום אוקסידאז. ברזל הוא חסר תנועה יחסית, דבר התורם להתפתחות מחסור בברזל.

מַנגָן. מרכיב חיוני לסינתזה של כלורופיל, תפקידו העיקרי הוא הפעלת מערכות אנזימים, וכנראה משפיע על זמינות הברזל. מנגן יחסית חסר תנועה ורעיל, וריכוזו בעלים של גידולי עצים מסוימים מתקרב לרוב לרמות רעילות. מחסור במנגן גורם לעיתים קרובות לעיוות העלים ולהיווצרות כתמים כלורוטיים או מתים.

אָבָץ. יסוד זה קיים בהרכב של פחמן אנהידראז. אבץ, אפילו בריכוזים נמוכים יחסית, רעיל מאוד, וחסרונו מוביל לעיוותים בעלים.

נְחוֹשֶׁת. נחושת היא מרכיב של כמה אנזימים, כולל אסקורבינוטוקסידאז וטירוזינאז. צמחים דורשים בדרך כלל כמויות קטנות מאוד של נחושת, שריכוזים גבוהים מהם רעילים, והיעדרם גורם לחולצות יבשות.

בור. היסוד, כמו גם הנחושת, נחוצים לצמח בכמויות קטנות מאוד. סביר להניח כי בורון נחוץ לתנועת סוכרים, וחסרונו גורם לנזק חמור ולמוות של מריסטמים אפיים.

מוליבדן. אלמנט זה נחוץ לצמח בריכוז זניח, הוא חלק ממערכת האנזים חנקתי רדוקטאז וככל הנראה מבצע פונקציות אחרות. המחסור הוא נדיר, אך אם הוא קיים, קיבוע החנקן אצל אשחר הים עשוי לרדת.

כְּלוֹר. תפקידיה נחקרו מעט; ככל הנראה, הוא מעורב בפיצול מים במהלך פוטוסינתזה.

תסמיני מחסור במינרלים

המחסור במינרלים גורם לשינויים בתהליכים ביוכימיים ופיזיולוגיים, מה שמוביל לשינויים מורפולוגיים. לעתים קרובות, עקב מחסור, נצפה דיכוי צמיחת הירי. החיסרון הבולט ביותר שלהם הוא הצהבת העלים, אשר, בתורם, נגרמת על ידי ירידה בביוסינתזה של כלורופיל. בהתבסס על תצפיות, ניתן לציין כי החלק הפגיע ביותר של הצמח הוא העלים: הם יורדים בגודל, בצורתם ובמבנהם, הצבע דוהה, אזורים מתים נוצרים בקצות, בקצוות או בין הוורידים הראשיים, ומדי פעם העלים נאספים בצרורות או אפילו בשושנות.

יש לתת דוגמאות להיעדר אלמנטים שונים במספר התרבויות הנפוצות ביותר.

מחסור בחנקן משפיע בעיקר על גודל הצבע ועלים. בהם תכולת הכלורופיל פוחתת והצבע הירוק העז הולך לאיבוד והעלים הופכים לירוקים בהירים, כתומים, אדומים או סגולים. עלי הכותרת של העלה ורידיהם נעשים אדמדמים. במקביל, גודל להב העלה פוחת. זווית הנטייה של עלי הכותרת לירי הופכת חדה. צניחה מוקדמת של עלים נצפתה, מספר הפרחים והפירות פוחת בחדות במקביל להחלשת הצמיחה של יורה.

היורה הופכים לחום-אדום והפירות קטנים וצבעוניים עזים. בנפרד, כדאי להזכיר תותים, שבהם מחסור בחנקן מוביל ליצירת שפם חלשה, אדמומיות והצהבה מוקדמת של עלים ישנים. אך גם שפע החנקן משפיע לרעה על הצמח, וגורם להגדלת יתר של העלים, לצבעם הרווי והירוק כהה מדי, ולהפך, לצבע חלש של פירות, לכניעתם המוקדמת ולאחסון לקוי. צמח אינדיקטור למחסור בחנקן הוא עץ תפוח.

המשך לקרוא את הסוף הרעבה מינרלית של צמחי פרי →