Rolul microelementelor în nutriția plantelor

NUTRIȚIA MINERALĂ A PLANTELOR

Substanţele organice complexe ce alcătuiesc corpul plantelor şi asigură buna desfăşurare a proceselor fiziologice din organismul vegetal sunt sintetizate pe baza substanţelor minerale pe care plantele le absorb din mediul înconjurător. Procesul de absorbţie a substanţelor minerale şi de transport al acestora în corpul plantei în scopul sintezei substanţelor organice proprii se numeşte nutriţie minerală.

Elementele minerale absolut indispensabile vieţii plantelor sunt numite elemente esenţiale. După Epstein (1972) un element mineral este considerat esenţial dacă:

- prin absenţa sa planta este incapabilă să desfăşoare un ciclu de viaţă normal, respectiv sa producă seminţe viabile;

- este component al unor constituienţi sau metaboliţi esenţiali (de exemplu, Mg este component al clorofilei, iar Cl este necesar în fotoliza apei).

Pe baza acestor criterii s-a stabilit că la plantele superioare există 17 elemente esenţiale (tab. 1). În afara celor 17 elemente esenţiale, unele plante prezintă cerinţe nutritive speciale: Na, Si, Se şi Co. Deoarece nu sunt cerute de toate plantele, aceste elemente minerale au fost denumite beneficiale.

Rolul fiziologic al elementelor minerale poate fi:

- rol plastic, participând în compoziţia unor substanţe organo minerale (de exemplu, P şi Mg în fitină, P în fosfolipide, Ca în protopectină, N în proteine);

- rol metabolic: intră în compoziţia unor substanţe active, cum sunt enzimele şi vitaminele (de exemplu Mo în nitratreductază, Fe şi S în nitritreductază, S în vitamina B1) sau a unor pigmenţi (Mg şi N în clorofilă); participă la procesele de oxidoreducere prin modificări de valenţă (de exemplu Fe şi Cu) sau în fotoliza apei (Cl, Mn), stimulează activitatea unor enzime (K, Ca şi Zn);

- rol în reglarea echilibrului osmotic, modificarea permeabilităţii celulare şi a proprietăţilor fizico-chimice ale coloizilor plasmatici (de exemplu K, Na, Ca, Mg), închiderea şi deschiderea stomatelor K şi Cl.

ABSORBŢIA ŞI CIRCULAŢIA ELEMENTELOR MINERALE ÎN PLANTE

Rădăcina ca organ de absorbţie

Elementele minerale sunt absorbite prin rădăcină la nivelul perilor absorbanţi, sub formă de ioni. La plantele acvatice şi la plantule absorbţia elementelor minerale se face pe toată suprafaţa rădăcinii. Elementele minerale sunt absorbite din sol la nivelul rizodermei prin difuziune simplă în nivelul pereţilor celulari, difuziune facilitată şi transport activ în protoplasmă.

La plantele lemnoase absorbţia se face cu ajutorul micorizelor. Micorizele influenţează absorbţia elementelor minerale prin stimularea sistemului radicular ca întreg, manifestând un efect morfogenetic prin structura micorizei însăşi.

La porumb şi soia micorizele intensifică absorbţia N, P, K, Ca, Mg şi Zn, în special pe soluri deficiente în P.

Micorizele au fost evidenţiate şi la plantele legumicole, de exemplu la ceapă şi morcov. Cercetări cu C14 la ceapă arată că ciuperca micorizantă Gigaspora margarita utilizează ca substrat respirator glucidele sintetizate de planta gazdă, cea mai intens utilizată fiind glucoza.

Sursa de elemente minerale în absorbţia radiculară

Pentru plantele cultivate, dar şi pentru cele spontane sursa de elemente minerale pentru rădăcină este solul.

Acesta este un mediu complex, alcătuit dintr-o fază solidă şi o fază lichidă. Faza solidă este formată din săruri minerale provenite din roca mamă şi substanţe organice în diferite grade de descompunere, iar faza lichidă este soluţia apoasă a solului; soluţia solului conţine elemente minerale dizolvate în concentraţii foarte mici (10-3M).

Din punct de vedere fizic faza solidă este constituită din particule sau micele coloidale în suspensie în faza apoasă. Acestea prezintă o mare suprafaţă de contact cu soluţia solului, dar şi sarcini electrice negative de suprafaţă, ce favorizează interacţiunea coloizilor cu elementele minerale.

Sarcinile electrice negative ale particulelor coloidale se datoresc fixării de Al şi Si (Flegmann şi George, 1975 ) şi humusului, reziduu organic provenit din lignină şi glucide imcomplet degradate încărcate negativ datorită radicalilor - COOH şi - OH. Coloizii din sol sunt puternic hidrataţi deoarece moleculele dipol ale apei sunt atrase prin polul pozitiv de sarcinile negative ale suprafeţei, formând pelicule de hidratare. Aceasta asigură stabilitatea suspensiei coloidale, şi împiedică micelele coloidale de a forma agregate.