Elemente Der Mineralernährung Von Pflanzen

2024 Autor: Sebastian Paterson | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 13:48

Die Hauptfunktionen von Mineralien

Die Mineralernährung ist für die Physiologie einer Pflanze von großer Bedeutung, da für ihr normales Wachstum und ihre Entwicklung lediglich eine ausreichende Versorgung mit Mineralelementen erforderlich ist. Pflanzen benötigen neben Liebe und Fürsorge: Sauerstoff, Wasser, Kohlendioxid, Stickstoff und eine ganze Reihe (mehr als 10) mineralischer Elemente, die als Rohstoffe für verschiedene Prozesse der Existenz des Organismus dienen.

Mineralische Nährstoffe in Pflanzen haben viele wichtige Funktionen. Sie können die Rolle von Strukturkomponenten von Pflanzengeweben, Katalysatoren für verschiedene Reaktionen, Regulatoren des osmotischen Drucks, Komponenten von Puffersystemen und Regulatoren der Membranpermeabilität spielen.

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Beispiele für die Rolle von Mineralien als Bestandteile von Pflanzengeweben sind Kalzium in Zellwänden, Magnesium in Chlorophyllmolekülen, Schwefel in bestimmten Proteinen und Phosphor in Phospholipiden und Nukleoproteinen. Obwohl Stickstoff nicht zu mineralischen Elementen gehört, ist er häufig in seiner Anzahl enthalten. In diesem Zusammenhang sollte er erneut als wichtiger Bestandteil des Proteins erwähnt werden.

Einige Elemente, wie Eisen, Kupfer, Zink, sind in Mikrodosen erforderlich, aber diese geringen Mengen sind auch erforderlich, da sie Teil prothetischer Gruppen oder Coenzyme bestimmter Enzymsysteme sind. Es gibt eine Reihe von Elementen (Bor, Kupfer, Zink), die in höheren Konzentrationen für die Pflanze tödlich giftig sind. Ihre Toxizität ist höchstwahrscheinlich mit einer negativen Auswirkung auf die Enzymsysteme des Pflanzenorganismus verbunden.

Die Bedeutung einer ausreichenden Mineralernährung für Pflanzen ist im Gartenbau seit langem anerkannt und ein Indikator für ein gutes Wachstum und damit für gute und stabile Erträge.

Wesentliche Elemente

Als Ergebnis verschiedener Studien wurde festgestellt, dass mehr als die Hälfte der Elemente des Periodensystems von Mendeleev in Pflanzen vorhanden sind, und es ist durchaus möglich, dass jedes Element im Boden von den Wurzeln aufgenommen werden kann. Zum Beispiel wurden in einigen Proben von Weymouth-Kiefernholz mehr als 27 Elemente (!) Gefunden. Es wird angenommen, dass nicht alle in Pflanzen verfügbaren Elemente für sie notwendig sind.

Beispielsweise werden Elemente wie Platin, Zinn, Silber, Aluminium, Silizium und Natrium nicht als notwendig angesehen. Für die notwendigen Mineralelemente ist es üblich, diejenigen zu nehmen, bei denen Pflanzen ihren Lebenszyklus nicht abschließen können, und diejenigen, die Teil des Moleküls einer notwendigen Pflanzenkomponente sind.

Die Hauptfunktionen der mineralischen Ernährungselemente

Die meisten Studien zur Rolle verschiedener Elemente wurden an krautigen Pflanzen durchgeführt, da ihr Lebenszyklus so ist, dass sie innerhalb kurzer Zeit untersucht werden können. Zusätzlich wurden einige Versuche an Obstbäumen und sogar Waldsämlingen durchgeführt. Als Ergebnis dieser Studien wurde festgestellt, dass verschiedene Elemente sowohl in krautigen als auch in holzigen Pflanzen die gleichen Funktionen erfüllen.

Stickstoff. Die Rolle von Stickstoff ist als Bestandteil von Aminosäuren - Proteinbildnern - bekannt. Darüber hinaus ist Stickstoff in vielen anderen Verbindungen enthalten, wie Purinen, Alkaloiden, Enzymen, Wachstumsregulatoren, Chlorophyll und sogar in Zellmembranen. Mit einem Mangel an Stickstoff wird die Synthese der normalen Menge an Chlorophyll allmählich unterbrochen, wodurch sich aufgrund seines extremen Mangels eine Chlorose sowohl älterer als auch junger Blätter entwickelt.

Phosphor. Dieses Element ist ein integraler Bestandteil von Nukleoproteinen und Phospholipiden. Phosphor ist aufgrund der makroenergetischen Bindungen zwischen Phosphatgruppen, die als Hauptmediator bei der Energieübertragung in Pflanzen dienen, unersetzlich. Phosphor kommt sowohl in anorganischer als auch in organischer Form vor. Er bewegt sich offenbar leicht in beiden Formen durch die Pflanze. Der Mangel an Phosphor beeinflusst hauptsächlich das Wachstum junger Bäume, wenn keine Symptome vorliegen.

Kalium. Die organischen Formen von Kalium sind der Wissenschaft nicht bekannt, aber Pflanzen benötigen offenbar eine ausreichend große Menge davon für die Aktivität von Enzymen. Eine interessante Tatsache ist, dass Pflanzenzellen zwischen Kalium und Natrium unterscheiden. Darüber hinaus kann Natrium nicht vollständig durch Kalium ersetzt werden. Es ist allgemein anerkannt, dass Kalium beim Öffnen und Schließen von Stomata die Rolle eines osmotischen Mittels spielt. Es sollte auch beachtet werden, dass Kalium in Pflanzen sehr mobil ist und sein Mangel die Bewegung von Kohlenhydraten und den Stickstoffstoffwechsel behindert, aber diese Wirkung ist eher indirekt als direkt.

Schwefel. Dieses Element ist Bestandteil von Cystin, Cystein und anderen Aminosäuren, Biotin, Thiamin, Coenzym A und vielen anderen Verbindungen der Sulfhydrylgruppe. Wenn wir Schwefel mit Stickstoff, Phosphor und Kalium vergleichen, können wir sagen, dass es weniger mobil ist. Ein Mangel an Schwefel führt zu Chlorose und einer Störung der Proteinbiosynthese, was häufig zur Akkumulation von Aminosäuren führt.

Kalzium. Calcium kann in ziemlich signifikanten Mengen in den Zellwänden gefunden werden, und es liegt dort in Form von Calciumpektat vor, was höchstwahrscheinlich die Elastizität der Zellwände beeinflusst. Darüber hinaus ist es am Stickstoffstoffwechsel beteiligt, indem es mehrere Enzyme, einschließlich Amylase, aktiviert. Calcium ist relativ wenig mobil. Der Mangel an Kalzium spiegelt sich in den meristematischen Bereichen der Wurzelspitzen wider, und der Überschuss sammelt sich in Form von Kalziumoxylatkristallen in den Blättern und verholzten Geweben an.

Magnesium. Es ist Teil des Chlorophyllmoleküls und beteiligt sich an der Arbeit einer Reihe von Enzymsystemen, ist an der Aufrechterhaltung der Integrität der Ribosomen beteiligt und bewegt sich leicht. Bei einem Mangel an Magnesium wird normalerweise eine Chlorose beobachtet.

Eisen. Der größte Teil des Eisens befindet sich in Chloroplasten, wo es an der Synthese von Kunststoffproteinen beteiligt ist, und ist auch in einer Reihe von Atmungsenzymen enthalten, beispielsweise Peroxidase, Katalase, Ferredoxin und Cytochromoxidase. Eisen ist relativ unbeweglich, was zur Entwicklung eines Eisenmangels beiträgt.

Mangan. Als wesentliches Element für die Synthese von Chlorophyll ist seine Hauptfunktion die Aktivierung von Enzymsystemen und beeinflusst wahrscheinlich die Verfügbarkeit von Eisen. Mangan ist relativ unbeweglich und giftig, und seine Konzentration in den Blättern einiger Baumkulturen nähert sich häufig toxischen Werten. Manganmangel führt häufig zu Blattverformungen und zur Bildung von chlorotischen oder toten Stellen.

Zink. Dieses Element ist in der Zusammensetzung der Carboanhydrase vorhanden. Zink ist selbst in relativ geringen Konzentrationen sehr giftig und sein Mangel führt zu Blattdeformationen.

Kupfer. Kupfer ist Bestandteil mehrerer Enzyme, einschließlich Ascorbinotoxidase und Tyrosinase. Pflanzen benötigen normalerweise sehr geringe Mengen Kupfer, von denen hohe Konzentrationen giftig sind und deren Fehlen zu trockenen Spitzen führt.

Bor. Das Element sowie Kupfer werden in sehr geringen Mengen für die Anlage benötigt. Bor ist höchstwahrscheinlich für die Bewegung von Zuckern notwendig, und sein Mangel führt zu ernsthaften Schäden und zum Tod apikaler Meristeme.

Molybdän. Dieses Element ist für die Pflanze in vernachlässigbarer Konzentration notwendig, ist Teil des Nitratreduktaseenzymsystems und erfüllt höchstwahrscheinlich andere Funktionen. Der Mangel ist selten, aber wenn er vorhanden ist, kann die Stickstofffixierung im Sanddorn abnehmen.

Chlor. Seine Funktionen sind wenig erforscht, anscheinend ist es an der Spaltung von Wasser während der Photosynthese beteiligt.

Mineralstoffmangelsymptome

Der Mangel an Mineralien führt zu Veränderungen der biochemischen und physiologischen Prozesse, was zu morphologischen Veränderungen führt. Aufgrund eines Mangels wird häufig eine Unterdrückung des Sprosswachstums beobachtet. Ihr auffälligster Nachteil ist die Gelbfärbung der Blätter, die wiederum durch eine Abnahme der Chlorophyllbiosynthese verursacht wird. Aufgrund von Beobachtungen kann festgestellt werden, dass der am stärksten gefährdete Teil der Pflanze die Blätter sind: Sie nehmen an Größe, Form und Struktur ab, die Farbe verblasst, tote Bereiche bilden sich an den Spitzen, Rändern oder zwischen den Hauptvenen und gelegentlich Die Blätter werden in Trauben oder sogar Rosetten gesammelt.

Beispiele für das Fehlen verschiedener Elemente in einer Reihe der gängigsten Kulturen sollten gegeben werden.

Der Mangel an Stickstoff beeinflusst hauptsächlich die Größe und Farbe der Blätter. In ihnen nimmt der Chlorophyllgehalt ab und die intensive grüne Farbe geht verloren, und die Blätter werden hellgrün, orange, rot oder lila. Die Blattstiele und ihre Adern werden rötlich. Gleichzeitig nimmt die Größe der Blattspreite ab. Der Neigungswinkel des Blattstiels zum Trieb wird scharf. Es wird ein früher Laubfall festgestellt, die Anzahl der Blüten und Früchte nimmt gleichzeitig mit einer Abschwächung des Triebwachstums stark ab.

Die Triebe werden braunrot und die Früchte sind klein und hell gefärbt. Separat sind Erdbeeren zu erwähnen, bei denen ein Mangel an Stickstoff zu einer schwachen Whiskerbildung, Rötung und frühzeitiger Gelbfärbung alter Blätter führt. Die Fülle an Stickstoff wirkt sich aber auch nachteilig auf die Pflanze aus und führt zu einer übermäßigen Vergrößerung der Blätter, ihrer gesättigten, zu dunkelgrünen Farbe und im Gegenteil einer schwachen Fruchtfarbe, ihrer frühen Abszission und schlechten Lagerung. Eine Indikatorpflanze für Stickstoffmangel ist ein Apfelbaum.

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