Unsur utama nutrisi tanaman adalah karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, fosfor, kalium, belerang, kalsium, dan besi. Namun, zat lain juga dapat ditemukan pada tumbuhan. unsur kimia, ditemukan di tanah tempat pertumbuhannya - mangan, boron, tembaga, seng, molibdenum, kobalt, dll.
Nutrisi masuk ke tanaman melalui sistem akar dari tanah dan melalui dedaunan. Udara mengandung unsur-unsur penting nutrisi dan aktivitas vital tanaman seperti oksigen, karbon, dan nitrogen.
Dalam satu reaksi, 477 kal/mol diserap. Rumusnya (CH 20) menunjukkan satuan dasar molekul karbohidrat, yang berfungsi sebagai bahan awal pembuatan karbohidrat kompleks, protein, lemak, dan senyawa lainnya. kamu tumbuhan tingkat tinggi Ada jalur biokimia yang berbeda untuk fiksasi dan transformasi karbon dioksida. Pada sebagian besar tumbuhan, fiksasi CO 2 hanya terjadi melalui siklus C 3 (siklus reduksi pentosa fosfat), disebut tumbuhan C 3, pada tumbuhan lain - melalui siklus C 3 dan siklus C 4 (siklus asam dikarboksilat) - tumbuhan C 4 . Yang terakhir termasuk jagung, millet, sorgum, tebu dll. Ada juga cara ketiga untuk memperbaiki CO 2.
Tanaman C4 bereaksi berbeda terhadap pasokan cahaya, panas, dan kelembapan dibandingkan tanaman C3. Dengan meningkatnya derajat penerangan dan suhu, intensitas fotosintesis per satuan permukaan daun meningkat. Mereka juga menggunakan air dengan lebih efisien. Biasanya, koefisien transpirasinya kurang dari 400, sedangkan pada tanaman C 3 berkisar antara 400 hingga 1000. Intensitas fotosintesis maksimum pada tanaman dengan siklus fiksasi karbon dioksida C 3 -pentosa fosfat biasanya diamati dalam kondisi pencahayaan sedang. di luar C 3 - dan C 4 - tanaman, bergantung pada pencahayaan dan suhu, dan cahaya terang mengurangi intensitas fotosintesis.
Karbon berupa karbon dioksida di udara menjadi dasarnya. Rendahnya kandungan CO2 di udara atmosfer (hanya 0,03%) menjadi salah satu alasan mengapa tumbuhan mengembangkan permukaan daun yang besar untuk menangkapnya. Batas bawah kandungan CO2 di udara bagi tumbuhan adalah konsentrasi 0,008% (~0,01%). Konsentrasi CO2 yang tinggi mempunyai efek positif pada fotosintesis hanya jika konsentrasinya mencukupi pencahayaan yang bagus dan penyediaan tanaman dengan faktor kehidupan lainnya. Peningkatan konsentrasi karbon dioksida di lapisan udara terestrial hingga 1% bermanfaat bagi banyak tanaman dan membantu meningkatkan proses fotosintesis. Hal ini difasilitasi dengan masuknya pupuk organik dan sisa tanaman ke dalam tanah, yang melepaskan karbon dioksida ketika terurai. Dalam kondisi tanah terlindung, di rumah kaca, dalam banyak kasus, peningkatan konsentrasi CO 2 dipertahankan secara artifisial (sekitar 1-2%), yang membantu meningkatkan hasil tanaman budidaya.
Di dalam tanah, karbon dioksida ditemukan dalam berbagai bentuk dan senyawa: dalam keadaan terserap dan terlarut, dalam komposisi karbonat dan bikarbonat, dll., serta di udara tanah sebagai hasil aktivitas vital mikroorganisme, tumbuhan dan organisme hidup lainnya. Kandungannya di udara tanah bisa mencapai 10% atau lebih.
Oksigen penting dalam kehidupan tanaman dan tanah. Ini dikonsumsi oleh tanaman selama respirasi, digunakan oleh mikroorganisme tanah dan secara aktif berpartisipasi dalam berbagai reaksi oksidasi-reduksi kimia. Kandungan oksigen di udara tanah dibandingkan dengan udara atmosfer yang sebesar 20,81%, dapat menurun hingga 2-3%. Kurangnya oksigen dalam udara tanah menyebabkan terhambatnya atau matinya tanaman. Salah satu teknik pertanian untuk meningkatkannya adalah dengan memperbaiki aerasi tanah dan meningkatkan pertukaran gas dalam tanah dengan cara mengolahnya.
Nitrogen adalah salah satunya elemen penting nutrisi tanaman. Ini adalah bagian dari molekul protein, protein, asam amino dan banyak senyawa organik yang mengandung nitrogen lainnya. Udara atmosfer mengandung 78,23% nitrogen, tetapi tidak tersedia bagi tanaman. Fiksasi nitrogen atmosfer menjadi berbagai zat organik yang mengandung nitrogen dilakukan karena aktivitas dua kelompok bakteri: hidup bebas, hidup di rizosfer, dan bersimbiosis, berkembang pada akar beberapa tanaman, terutama kacang-kacangan. Ketika zat-zat ini termineralisasi, bentuk nitrat, nitrit, dan amonia yang larut terbentuk, yang diserap oleh akar tanaman. Sekitar 20% kebutuhan nitrogen tanaman dipenuhi dengan mengubahnya dari udara menjadi bentuk yang dapat diakses. Sisa tanaman diperoleh dari cadangan tanah alami dan melalui pemberian pupuk. Bagian utama dari cadangan ini dan sebagian nitrogen yang dimasukkan bersama pupuk berbentuk senyawa yang sulit atau tidak dapat diakses. Dimungkinkan untuk mengatur kandungan bentuk nitrogen yang tersedia di dalam tanah dengan menciptakan kondisi tanah yang menguntungkan bagi perkembangan bakteri yang hidup bebas (azotobacter, dll.) dan simbiosis (bintil) - aerasi yang baik, reaksi sedikit asam dan netral dari tanah. larutan tanah, optimal kondisi suhu, serta menambahkan azotobacterin ke dalam tanah. Untuk tanaman polong-polongan yang baru pertama kali dibudidayakan di lahan ini, preparat yang mengandung kultur murni bakteri bintil dari ras yang bersangkutan (nitragin) ditambahkan ke dalam tanah.
Pengaturan proses pengubahan nitrogen dari satu bentuk ke bentuk lainnya tidak hanya sekedar mempercepat penguraian bahan organik tanah, sisa tanaman, pupuk kandang dan pupuk. Seringkali, dalam jangka waktu tertentu, senyawa nitrogen perlu dipindahkan dari bentuk larut yang bergerak ke bentuk bahan organik yang tidak dapat diakses. Kebutuhan ini muncul di daerah berpasir ringan dan tanah lempung berpasir, dimana proses nitrifikasi terjadi secara intensif tidak hanya pada musim panas, tetapi juga pada musim gugur, setelah panen. Nitrat yang terbentuk saat ini tetap tidak terpakai dan dapat tersapu dari lapisan akar tanah dengan aliran air ke bawah. Untuk menggunakan nitrogen ini, setelah satu tanaman dipanen, tanaman lain ditanam, baik untuk produksi atau untuk membajak ( pupuk hijau). Dalam hal ini, amonia dan nitrogen nitrat digunakan oleh tanaman untuk membentuk bahan organik dan sebagian (saat memanen tanaman kedua) atau seluruhnya (saat membajak) tetap berada di dalam tanah dan dapat digunakan oleh tanaman tahun depan.
Fosfor, kalium, magnesium dan elemen lainnya nutrisi mineral tumbuhan memiliki arti yang jelas dalam reaksi yang terjadi pada tumbuhan. Fosfor merupakan bagian dari nukleoprotein, adenosin fosfat dan fosfat lainnya yang mempunyai ikatan pirofosfat dengan persediaan yang besar. energi bebas hidrolisis. Hal ini mempunyai pengaruh yang besar terhadap laju pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Kalium meningkatkan kapasitas menahan air dan permeabilitas protoplasma, mempunyai efek positif pada sintesis klorofil, protein, pati, lemak, dan meningkatkan metabolisme pada tanaman. Magnesium merupakan bagian dari klorofil dan berfungsi sebagai katalis dalam pembentukan ester difosfor, gula dan senyawa lainnya. Asam amino esensial seperti sistin, sistein, metionin mengandung belerang, yang terlibat dalam berbagai reaksi redoks. Kalsium berperan penting dalam pergerakan karbohidrat, mempengaruhi transformasi zat nitrogen, dan mempercepat pemecahan protein cadangan benih selama perkecambahan.
Kebutuhan tanaman akan unsur hara mineral dan bentuk ketersediaannya di dalam tanah berbeda-beda tergantung pada jenis, keanekaragaman tanaman dan menjadi bahan kajian agrokimia. Jadi, rasio optimal nutrisi utama nitrogen, kalium dan fosfor untuk sereal adalah 1:1:0.5, dan untuk bit gula - 1:1.7:4.3.
Semua metode pengaturan rezim nutrisi tanaman di bidang pertanian dapat dibagi menjadi 4 kelompok: pengisian kembali di dalam tanah nutrisi; menciptakan kondisi untuk perpindahan unsur hara dari bentuk yang sulit dijangkau dan tidak dapat diakses ke bentuk yang dapat dicerna oleh tanaman; menciptakan kondisi untuk penyerapan yang lebih baik dari unsur-unsur ini oleh tanaman; tindakan pencegahan kerugian nutrisi dari tanah.
Tanah diisi kembali dengan unsur hara terutama melalui pemberian pupuk. Jenis pupuk, waktu, cara dan dosis penerapannya di bawah berbagai budaya, serta interaksinya dengan tanah juga dipelajari oleh agrokimia, dan implementasi semua pengembangan ini dilakukan di bidang pertanian selama budidaya tanaman.
Dengan mengganti tanaman budidaya dengan sistem perakaran berbeda di ladang, tanaman dapat menyerap unsur hara dari berbagai cakrawala dan lapisan dan mendistribusikannya kembali di antara lapisan-lapisan tersebut. Jadi, ketika membudidayakan tanaman dengan sistem perakaran dalam, unsur hara dari lapisan dalam tanah digunakan, dan unsur hara tersebut tetap berada di lapisan atas dan dapat digunakan untuk budidaya tanaman lain selanjutnya.
Beberapa tanaman, seperti semanggi manis, kacang polong, lupin, soba, dll, memiliki kemampuan untuk menggunakan senyawa fosfor yang sulit diakses oleh tanaman lain. Selama penguraian sisa tanaman dari tanaman ini, fosfor diubah menjadi bentuk yang dapat diakses dan dapat digunakan oleh tanaman dari spesies lain. Penciptaan kondisi untuk transformasi unsur hara dari satu bentuk ke bentuk lainnya dilakukan dengan mengolah tanah, sekaligus berkreasi Kondisi yang lebih baik untuk aerasinya, yang membantu meningkatkan aktivitas mikrobiologis dan mineralisasi zat organik. Sejak humus, sisa tanaman dan pupuk organik mengandung nitrogen, fosfor, kalium dan unsur makro dan mikro lainnya, kemudian zat tersebut berpindah dari bentuk organik menjadi senyawa yang larut dalam organomineral dan mineral sehingga dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Banyak jenis mikroorganisme yang mendorong penggunaan senyawa fosfor yang sedikit larut dengan melarutkannya dalam berbagai asam yang terbentuk selama penguraian bahan organik. Sangatlah penting untuk mengambil tindakan untuk menciptakan kondisi optimal bagi tanaman properti fisik tanah, reaksi larutan tanah, perbaikan rezim air tanah.
Unsur hara yang ada di dalam tanah dapat hilang dengan berbagai cara sehingga tidak dimanfaatkan oleh tanaman. Kehilangan tersebut berhubungan dengan manifestasi proses erosi, dengan pencucian unsur hara dalam bentuk terlarut oleh limpasan permukaan dan lapisan bawah tanah, dan pemindahan dari lahan selama panen (dengan tanah yang menempel pada tanaman umbi-umbian dan umbi-umbian). Sebagai hasil mineralisasi bahan organik dan proses denitrifikasi, nitrogen menjadi gas dan hilang. Kehilangan nitrogen tersebut sangat besar terutama di lahan yang tidak ditumbuhi vegetasi selama musim tanam. Oleh karena itu, semua teknik untuk menjaga kelembapan dalam tanah dan memerangi erosi tanah juga memenuhi tugas mengurangi hilangnya unsur hara. Proses denitrifikasi terjadi lebih intensif pada tanah dengan kelembaban yang berlebihan dan aerasi yang buruk dengan reaksi netral dari larutan tanah. Oleh karena itu, untuk meningkatkan aerasi dan meningkatkan proses oksidatif di dalam tanah, penggunaan nitrogen nitrat dan amonia secara penuh tanaman budidaya selama musim tanam mengurangi kehilangan nitrogen.
Perhitungan menunjukkan bahwa lebih dari 10,8 juta tanah halus berisi kentang dan umbi-umbian diekspor dari ladang setiap tahunnya, dan hal ini tampaknya diremehkan (Belotserkovsky, 1987). Pada tahun 1985 di wilayah Moskow. bersama dengan bit, 8,8% tanah dari total massa dihilangkan (dengan hasil bit 422 c/ha, ini berarti 3,7 t/ha).
Untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman dan sayur-sayuran memerlukan unsur hara. Perbandingan unsur hara berbeda-beda menurut spesies, varietas, masa tumbuh dan umur tanaman.
❖ Nitrogen merupakan unsur biogenik utama tanaman sayuran, yang merupakan bagian dari protein dan asam nukleat. Bentuk mineral nitrogen yang masuk ke dalam tanaman mengalami siklus transformasi yang kompleks, menjadi bagian dari asam organik. Proses reduksi nitrat dikatalisis oleh enzim dan memiliki beberapa tahap peralihan. Aktivitas enzim pereduksi bergantung pada magnesium dan elemen pelacak: molibdenum, tembaga, besi, dan mangan.
Nitrogen nitrat dapat terakumulasi dalam jumlah banyak sehingga aman bagi tanaman, namun kandungan nitrat pada sayuran di atas kadar tertentu berbahaya bagi manusia.
Amonia bebas ditemukan pada tumbuhan dalam jumlah kecil. Hal ini disebabkan karena cepat berinteraksi dengan karbohidrat yang terkandung dalam tumbuhan. Hasil interaksinya adalah terbentuknya asam amino primer. Akumulasi amonia yang berlebihan, terutama dengan kekurangan karbohidrat, menyebabkan keracunan tanaman.
Kualitas produk tergantung pada senyawa nitrogen mana yang diserap dalam jumlah banyak. Dengan peningkatan nutrisi amonia, kemampuan reduksi sel tumbuhan meningkat dan terdapat akumulasi senyawa pereduksi yang dominan. Dengan nutrisi nitrat, kemampuan oksidatif getah sel meningkat dan lebih banyak asam organik terbentuk.
Penyerapan amonia dan nitrogen nitrat oleh tanaman bergantung pada konsentrasinya larutan nutrisi, reaksinya, kandungan unsur-unsur yang menyertainya, penyediaan karbohidrat bagi tumbuhan dan fitur biologis budaya.
❖ Fosfor ditemukan pada tanaman dalam jumlah yang jauh lebih kecil dibandingkan nitrogen. Ia bertindak sebagai satelit nitrogen; ketika kekurangannya pada tanaman, akumulasi bentuk nitrogen nitrat meningkat. Jumlah fosfor terbesar terkonsentrasi di organ reproduksi: 3-6 kali lebih banyak dibandingkan di organ vegetatif.
Fosfor terkandung dalam asam nukleat DNA dan RNA, yang merupakan pembawa informasi keturunan. Senyawa fosfor dengan protein (fosforoprotein) merupakan enzim tumbuhan yang paling penting. Fosfor yang masuk ke dalam tanaman meningkatkan akumulasi pati, gula, pewarna dan zat aromatik, serta meningkatkan umur simpan buah.
❖ Kalium mengatur metabolisme air tanaman, keadaan fisik koloid sitoplasma, pembengkakan dan viskositasnya. Di bawah pengaruh kalium, kapasitas protoplasma menahan air meningkat, yang mengurangi risiko layu tanaman jangka pendek karena kurangnya kelembaban. Kehadiran kalium dalam sel tumbuhan memastikan proses normal proses oksidatif, metabolisme karbohidrat dan nitrogen. Akumulasi kalium berkontribusi pada aktivasi proses metabolisme tanaman. Kalium membantu meningkatkan kekebalan dan meningkatkan penggunaan nitrogen amonia dalam sintesis asam amino dan protein. Kalium ditandai dengan mobilitas tinggi - aliran keluar dari daun tua ke daun muda. Faktanya, tanaman mendapat kesempatan untuk menggunakan kembali potasium.
❖ Kalsium berperan penting dalam fotosintesis, pergerakan karbohidrat dalam tumbuhan. Ia berpartisipasi dalam pembentukan membran sel, menentukan kadar air dan mempertahankan struktur organel seluler. Kekurangan kalsium mempengaruhi perkembangan sistem akar, pertumbuhan daun melambat, dan mati. Kekurangan kalsium terjadi pada tanaman muda.
❖ Magnesium merupakan bagian dari molekul klorofil dan berperan dalam fotosintesis, serta merupakan bagian dari zat pektin dan fitin. Dengan kekurangan magnesium, kandungan klorofil pada daun berkurang, dan muncul “marbling”. Magnesium dan fosfor ditemukan di bagian tanaman yang sedang tumbuh. Magnesium terakumulasi dalam biji. Magnesium terlibat dalam pergerakan fosfor pada tanaman. Mengaktifkan enzim. Elemen ini mendorong akumulasi minyak esensial dan lemak. Dengan kekurangan magnesium, proses oksidatif meningkat, aktivitas enzim peroksidase meningkat, dan kandungan gula invert dan asam askorbat menurun.
95 % massa kering jaringan tanaman terdiri dari empat elemen - MIMPI,N, ditelepon organogen .
5 % jatuh abu zat – unsur mineral yang kandungannya biasanya ditentukan dalam jaringan setelah terbakar bahan organik tanaman.
Kadar abu tergantung pada jenis dan organ tanaman serta kondisi pertumbuhannya. DI DALAM biji Kadar abunya rata-rata 3 % , V akar dan batang -4…5 , V daun-daun -5…15 % . Jumlah abu paling sedikit terdapat pada sel kayu mati (sekitar 1%). Biasanya, semakin kaya tanah dan semakin kering iklimnya, semakin tinggi kandungan unsur abu pada tanaman.
Tumbuhan mampu menyerap lingkungan hampir semua unsur tabel periodik D.I. Selain itu, banyak unsur yang terakumulasi dalam tumbuhan dalam jumlah yang banyak dan termasuk dalam siklus alami zat. Namun, untuk berfungsinya organisme tumbuhan itu sendiri secara normal diperlukan hanya sekelompok kecil elemen yang disebutbergizi .
Nutrisi disebut zat yang diperlukan untuk kehidupan suatu organisme.
Elemen tersebut dipertimbangkandiperlukan , jika tidak adamencegah tumbuhan menyelesaikan siklus hidupnya ; kekurangan unsurmenyebabkan gangguan tertentu fungsi vital tumbuhan yang dicegah atau dihilangkan dengan penambahan unsur ini; elemenberpartisipasi langsung dalam proses transformasi zat dan energi , dan tidak mempengaruhi tanaman secara tidak langsung.
Kebutuhan elemenhanya dapat dipasang bila menanam tanaman pada media nutrisi buatan - dalam budaya air dan pasir. Untuk melakukan ini, gunakan air suling atau pasir kuarsa yang murni secara kimia, garam yang murni secara kimia, bejana dan peralatan yang tahan bahan kimia untuk menyiapkan dan menyimpan larutan.
Eksperimen vegetasi yang paling tepat telah menetapkan bahwa unsur-unsur yang diperlukan untuk tumbuhan tingkat tinggi meliputi 19 unsur: DENGAN ( 45 %), N(6,5%) dan TENTANG 2 (42%) (dicerna saat makan di udara) + 7 (N, P, K, S, Ca, Mg, Fe) + Mn, Cu, Zn, Mo, B, Cl, Na, Si, Co.
Semua unsur, tergantung kandungannya dalam tumbuhan, dibagi menjadi 3 kelompok: unsur makro, unsur mikro, dan unsur ultramikro.
Makronutrien terkandung dalam jumlah dari keseluruhan hingga sepersepuluh dan seperseratus persen: N, R,S, K, Sa,mg; elemen mikro - dari seperseribu hingga 100 seperseribu persen: Fe, MN, DENGANkamu, Zn, V, Mo.
Bersama perlub obovym untuk fiksasi simbiotik N , Tidak diserap dalam jumlah yang relatif tinggi bit dan diperlukan untuk tanaman yang beradaptasi dengan tanah asin) , Ya ditemukan dalam jumlah besar pada jerami sereal dan diperlukan untuk beras,Kl lumut, ekor kuda, dan pakis menumpuk.
Unsur makro, senyawanya yang dapat dicerna, peranan dan gangguan fungsinya jika terjadi defisiensi pada tanaman
Nilai suatu unsur ditentukan oleh perannya secara mandiri atau sebagai bagian dari senyawa organik lainnya. Konten yang tinggi tidak selalu menunjukkan perlunya elemen tertentu.
Nitrogen(di dekat 1,5 % SM) adalah bagian dari protein, asam nukleat, komponen lipid membran, pigmen fotosintesis, vitamin, dll. koneksi penting lainnya.
Utama yang dapat dicerna formulirN adalah ion nitrat (TIDAK 3- ) Dan amonium (N.H. 4+ ) . Tumbuhan tingkat tinggi juga mampu berasimilasi nitrit dan larut dalam air mengandung N senyawa organik ( asam amino,amida,polipeptida,dll..). Dalam kondisi alami, senyawa-senyawa tersebut jarang menjadi sumber nutrisi, karena kandungannya di dalam tanah biasanya sangat kecil.
Kekurangan N melambat tinggi tanaman. Serentak percabangan akar berkurang, Tetapi perbandingan massa akar dan sistem di atas tanah bisa meningkatkan. Itu mengarah ke mengurangi luas alat fotosintesis dan memperpendek masa pertumbuhan vegetatif (pematangan awal), yang mengurangi potensi fotosintesis dan produktivitas tanaman.
Kekurangan N juga menyebabkan masalah yang serius pelanggaran metabolisme energi(energi cahaya digunakan lebih buruk, karena intensitas fotosintesis menurun, saturasi cahaya terjadi lebih awal, dan titik kompensasi berada pada intensitas cahaya yang lebih tinggi, intensitas pernapasan dapat meningkat, Tetapi kopling oksidasi dengan fosforilasi berkurang), meningkatkan biaya energi untuk mempertahankan struktur sitoplasma).
Puasa ke-n mempengaruhi rezim air(mengurangi kapasitas menahan air jaringan tanaman, karena mengurangi jumlah air yang terikat koloid, kemungkinan regulasi ekstrastomata berkurang transpirasi dan hasil air meningkat). Itu sebabnya level rendah Nutrisi ke-N tidak hanya mengurangi hasil, tetapi juga mengurangi efisiensi penggunaan air penaburan.
Luar tanda-tanda kelaparan : Hijau pucat, warna daun kuning, jingga, warna merah, mengering, nekrosis, kerdil dan anakan lemah, tanda-tanda munculxeromorfisme (daun kecil).
Fosfor (0,2-1,2 % CM). P diserap dan berfungsi di dalam tumbuhan hanya dalam bentuk teroksidasi - dalam bentuk residu asam fosfat(PO 4 3-).
P- komponen wajib senyawa penting seperti NA, fosfoprotein, fosfolipid, P- ester gula akhir, nukleotida yang terlibat dalam metabolisme energi (ATP, NAD, FAD, dll.), vitamin.
P- Pertukaran direduksi menjadi fosforilasi dan transfosforilasi. Fosforilasi - ini adalah tambahan sisanya P- asam nat ke senyawa organik apa pun untuk membentuk ikatan ester, misalnya fosforilasi glukosa, fruktosa-6-fosfat dalam glikolisis. Transfosforilasi adalah proses di mana sisanya P- asam noat ditransfer dari satu bahan organik ke bahan organik lainnya. Nilai yang dihasilkan P- senyawa organik sangat besar.
Defisiensi P menyebabkan serius gangguan proses sintetik, berfungsi membran, energi menukarkan.
Luar tanda-tanda kelaparan : warna biru kehijauan dengan warna ungu atau perunggu (keterlambatan sintesis protein dan akumulasi gula), daun kecil sempit,sistem akar berubah menjadi coklat , berkembang lemah, rootrambut mati . Pertumbuhan tanaman terhenti , pematangannya tertunda buah-buahan
Sulfur (0,2-1,0 % CM). Ia memasuki tanaman dalam bentuk teroksidasi, dalam bentuk anion SO 4 2-. Dalam senyawa organik S Ini hanya termasuk dalam bentuk tereduksi - sebagai bagian dari gugus sulfhidril (-SH) dan ikatan disulfida (-S-S-). Reduksi sulfat sebagian besar terjadi di dedaunan. Pulih S dapat kembali berubah menjadi bentuk teroksidasi dan tidak aktif secara fungsional. Pada daun muda, S terutama terdapat pada senyawa organik, dan pada daun tua terakumulasi dalam vakuola dalam bentuk sulfat.
S adalah komponen senyawa biologis terpenting - koenzim A Dan vitamin(tiamin, asam lipoat, biotin), yang memainkan peran penting dalam respirasi dan metabolisme lipid.
Koenzim A (S membentuk ikatan energi tinggi) memasok residu asetil (CH 3 BERSAMA-S- KoA) dalam siklus Krebs atau untuk biosintesis asam lemak, residu suksinil untuk biosintesis porfirin. Asam lipoat dan tiamin adalah bagian dari lipotiamin difosfat (LTDP), yang terlibat dalamdekarboksilasi oksidatif PVK dan -ketoglutarat.
Banyak spesies tumbuhan mengandung sejumlah kecil senyawa volatil S (sulfoksida adalah bagian dari mudah menguap bawang merah dan bawang putih). Perwakilan dari keluarga Cruciferous mensintesis yang mengandung belerang minyak mustar.
S mengambil bagian aktif dalam berbagai reaksi metabolisme. Hampir semua tupai mengandung asam amino yang mengandung belerang - metionin, sistein, sistin. Fungsi S dalam protein:
partisipasi gugus HS dan ikatan -S-S dalam menstabilkan struktur tiga dimensi protein dan
pembentukan ikatan dengan koenzim dan kelompok prostetik.
Kombinasi gugus metil dan HS menentukan luasnya partisipasi metionin dalam pembentukan enzim AC.
Sintesis semua rantai polipeptida dimulai dengan asam amino ini.
Fungsi penting lainnya S dalam organisme tumbuhan, berdasarkan transisi reversibel 2(-SH) = -HS-SH- terdiri dari mempertahankan tingkat potensi redoks tertentu didalam sangkar. Sistem redoks sel yang mengandung belerang termasuk sistem sistein = sistin dan sistem glutathione (adalah tripeptida - terdiri dari glutamin, sistin atau sistein dan glisin). Transformasi redoksnya dikaitkan dengan transisi gugus -S-S sistin ke gugus sistein HS.
Kekurangan S menghambat sintesis protein, mengurangi fotosintesis dan laju pertumbuhan tanaman, khususnya di atas tanah bagian.
Luar tanda-tanda kelaparan : memutih, daun menguning (muda).
Kalium(di dekat 1 % CM). Dalam jaringan tumbuhan, kation ini jauh lebih melimpah dibandingkan kation lainnya. Isi K pada tumbuhan di 100-1000 kali lebih unggul darinya tingkat di lingkungan eksternal. K juga masuk ke dalam tumbuhan dalam bentuk kation K+.
K tidak termasuk dalam senyawa organik apa pun. Di dalam sel, ia hadir terutama dalam bentuk ionik dan mudah bergerak. DI DALAM jumlah terbesar K terfokus pada jaringan muda yang sedang tumbuh, ditandai tingkat pertukaran yang tinggi zat.
Fungsi :
partisipasi dalam regulasi viskositas sitoplasma, V meningkatkan hidrasi koloidnya Dan kapasitas menahan air,
berfungsi sebagai yang utama counterion untuk menetralisir muatan negatif anion anorganik dan organik,
menciptakan asimetri ionik dan perbedaan potensial listrik pada membran, yaitu menyediakan pembangkitan arus biologis di tanaman
adalah aktivator banyak enzim, diperlukan untuk penggabungan fosfat ke dalam senyawa organik, sintesis protein, polisakarida dan riboflavin, komponen flavin dehidrogenase. K khususnya diperlukan bagi generasi muda, aktif menumbuhkan organ dan jaringan.
mengambil bagian aktif dalam osmoregulasi, (pembukaan dan penutupan stomata).
mengaktifkan transportasi karbohidrat di tanaman. Menentukan itu level tinggi gula dalam anggur matang berkorelasi dengan akumulasi jumlah yang signifikanK dan asam organik dalam jus buah beri mentah dan pelepasan selanjutnyaK ketika matang. Terpengaruh K akumulasi pati meningkat dalam umbi-umbian kentang, sukrosa dalam gula bit, monosakarida V buah-buahan dan sayur-sayuran, selulosa, hemiselulosa dan zat pektin di seluler dinding tanaman.
Sebagai akibat meningkatkan ketahanan sereal terhadap penyakit penginapan, jamur dan bakteri .
Dengan defisiensi K sedang menurun berfungsinya kambium, dilanggar proses pembelahan dan pemanjangan sel, perkembangan jaringan pembuluh darah, ketebalan dinding sel dan epidermis berkurang. Akibat pemendekan ruas, bentuk tanaman roset. Menurun produktivitas fotosintesis (dengan mengurangi arus keluar asimilat dari daun).
Kalsium (0,2 % CM). Masuk ke dalam tumbuhan dalam bentuk ion Ca2+. Terakumulasi di organ lama dan kain. Ketika aktivitas fisiologis sel menurun, Ca berpindah dari sitoplasma ke vakuola dan disimpan dalam bentuk senyawa yang tidak larut. coklat kemerah-merahan, lemon, dll. asam Hal ini secara signifikan mengurangi mobilitas Ca di tanaman.
Sejumlah besar Ca berkaitan dengan zat pektik pada dinding sel dan pelat median.
Peran ion Ca :
stabilisasi struktur membran, pengaturan arus ion dan partisipasi dalam fenomena bioelektrik. Ca mengandung banyak sekali dalam mitokondria, kloroplas, dan inti, serta dalam kompleks dengan biopolimer membran batas sel.
partisipasi dalam proses pertukaran kation di akar(bersama dengan proton hidrogen, ia menjadi aktif partisipasi dalam mekanisme utama masuknya ion menjadi sel akar).
membantu menghilangkan toksisitas konsentrasi ion berlebihN.H. 4+ , Al , M N , Fe , meningkat ketahanan terhadap salinitas,(batasi masuknya ion lain),
mengurangi keasaman tanah.
partisipasi dalam proses pergerakan sitoplasma (penataan ulang struktural protein mirip aktomiosin), perubahan reversibel di dalamnya viskositas,
mendefinisikan spasial organisasi sistem enzim sitoplasma(misalnya, enzim glikolitik),
aktivasi sejumlah enzim ( dehidrogenase, amilase, fosfatase, kinase, lipase)- menentukan struktur kuaterner protein, berpartisipasi dalam penciptaan jembatan dalam kompleks enzim-substrat, mempengaruhi keadaan pusat alosterik).
menentukan struktur sitoskeleton - mengatur proses perakitan-pembongkaran mikrotubulus, sekresi komponen dinding sel dengan partisipasi vesikel Golgi.
Kompleks protein dengan Ca mengaktifkan banyak sistem enzim: protein kinase, Ca-ATP transportase, aktomiosin ATPase.
Efek pengaturan Ca pada banyak aspek metabolisme dikaitkan dengan berfungsinya protein tertentu - menenangkan . Ini adalah protein dengan berat molekul rendah yang bersifat asam (IET 3.0-4.3). Dengan partisipasi calmodulin konsentrasi intraseluler diaturCa . Perakitan kontrol kompleks Ca-calmodulin mikrotubulus spindel, pembentukan sitoskeleton sel dan pembentukan dinding sel.
Dengan kekurangan Ca (di tanah asam, asin, dan rawa gambut). jaringan meristematik menderita Dan sistem akar. Dalam pembelahan sel dinding sel tidak terbentuk, akibatnya timbullah sel berinti banyak. Pembentukan akar lateral dan rambut akar terhenti. Kekurangan Ca juga menyebabkan pembengkakan zat pektin, itu mengarah ke dinding sel menjadi ramping dan membusuk jaringan tanaman.
Luar tanda-tanda kelaparan : akar, daun, ruas batang membusuk dan mati, ujung dan tepi daun mula-mula memutih, kemudian menghitam, bengkok dan menggulung.
Magnesium(di dekat 0,2 % CM). Khususnya banyak mg masuk muda bagian tanaman yang sedang tumbuh, serta di generatif organ dan penimbunan tisu.
Memasuki tumbuhan dalam bentuk ion Mg 2+ dan, tidak seperti Ya, memiliki perbandingan mobilitas tinggi. Mobilitas Mg 2+ yang mudah dijelaskan oleh fakta bahwa hampir 70 % kation ini berasosiasi pada tumbuhan dengan anion asam organik dan anorganik.
Peran mg :
termasuk bagian klorofil(di dekat 10-12 % mg),
merupakan aktivator sejumlah sistem enzim (RDP karboksilase, fosfokinase, ATPase, enolase, enzim siklus Krebs, jalur pentosa fosfat, alkohol dan fermentasi asam laktat), DNA dan RNA polimerase.
mengaktifkan proses transpor elektron selama fotofosforilasi.
diperlukan untuk pembentukan ribosom dan polisom, untuk aktivasi asam amino dan sintesis protein.
ikut serta dalam pembentukan struktur tata ruang tertentu NK.
meningkatkan sintesis minyak atsiri dan karet.
mencegah oksidasi oleh asam askorbat (membentuk senyawa kompleks dengannya).
Kekurangan mg mengarah ke pelanggaranP- tidak pergi, protein Dan karbohidrat pertukaran. Dengan kelaparan magnesium, pembentukan plastida: butirannya saling menempel, lamela stapes robek.
Luar tanda-tanda kelaparan : daun di sepanjang tepinya berwarna kuning, jingga, merah (marmer). Kemudian klorosis dan nekrosis berkembang daun-daun. Ciri khasnya adalah garis-garis daun pada tanaman serealia (klorosis di antara urat-urat yang tetap hijau).
Besi (0,08 %) . Masuk ke dalam tanaman dalam bentuk Fe 3+.
Besi termasuk di dalamnya DLL fosforilasi fotosintesis dan oksidatif(sitokrom, ferredoxin), adalah komponen dari sejumlah oksidase(sitokrom oksidase, katalase, peroksidase). Selain itu, besi merupakan bagian yang tidak terpisahkan enzim yang mengkatalisis sintesis prekursor klorofil(asam aminolevulinat dan protoporfirin).
Tumbuhan mungkin mengandung Fe menjadi zat cadangan. Misalnya, plastida mengandung protein feritin, yang mengandung zat besi (hingga 23% SM) dalam bentuk non-heme.
Peran Fe dikaitkan dengan kemampuannya transformasi redoks yang dapat dibalik(Fe 3+ - Fe 2+) dan partisipasi dalam transpor elektron.
Itu sebabnya Kekurangan Fe penyebab klorosis yang dalam pada daun yang sedang berkembang (mungkin seluruhnya putih), dan melambat proses pertukaran energi yang paling penting - fotosintesis dan respirasi.
Silikon() ditemukan terutama di dinding sel.
Miliknya kekurangan dapat menghambat pertumbuhan tanaman serealia (jagung, oat, barley) dan dikotil (mentimun, tomat, tembakau). Kekurangan pada masa reproduksi menyebabkan berkurangnya jumlah benih. Dengan kekurangan Si, ultrastruktur organel seluler terganggu.
Aluminium() sangat penting bagi hidrofit; diakumulasikan oleh pakis dan teh.
Kekurangan menyebabkan klorosis.
Kelebihan beracun (mengikat P dan mengarah ke P- tidak puasa).
Jika Anda bukan penduduk kota murni, tetapi memiliki keduanya rumah sendiri, atau dacha, maka Anda harus terus-menerus menghadapi kebutuhan untuk mengolah kayu. Dalam jumlah kecil, Anda dapat bertahan dengan perkakas pertukangan tangan, namun jika Anda harus sering mengerjakan kayu, terutama jika Anda memutuskan untuk memulai konstruksi, maka Anda tidak dapat melakukannya tanpa mesin pertukangan. Baca selengkapnya"
Jika musim panas, dan setelahnya musim gugur, ternyata kering, tanpa curah hujan yang cukup, penyiraman sebelum musim dingin pohon buah di mana-mana di taman itu perlu. Waktunya adalah periode gugurnya daun, pada bulan Oktober, sementara tidak ada salju yang terus-menerus. Irigasi jenis ini juga disebut pengisian air.
Penyiraman di akhir musim gugur sangat penting untuk keberhasilan pohon melewati musim dingin. Tanah yang dibasahi lebih sedikit membeku, yang berarti risiko pembekuan sistem akar lebih kecil. Pengeringan kayu juga berbahaya karena berdampak negatif pada dedaunan cabang, pembentukan kuncup buah, dan, pada akhirnya, hasil tahun depan. Baca selengkapnya"
Oktober adalah waktu menyiapkan tempat untuk menabur sayuran tahan dingin di musim dingin. Setelah penggalian dalam, tanah dilonggarkan dan diisi pupuk (humus, kompos, abu). Mereka membentuk bedengan karena di bedengan yang gembur, tanah menjadi lebih cepat panas dan kering di musim semi. Alurnya dipotong. Lebih mudah melakukan ini dengan tepi papan sempit dengan tepi membulat. Baca selengkapnya"
Bunga bakung adalah bunga abadi, tetapi tidak bisa ditanam terus-menerus di satu tempat. Seiring waktu, semak-semak menebal, bunganya mengecil dan merosot. Oleh karena itu, mereka perlu didudukkan setelah beberapa waktu, sebaiknya di tempat baru.
Kapan waktu terbaik untuk menanam kembali bunga lili? Di sini banyak hal bergantung pada varietasnya - faktanya bunga lili bermekaran waktu yang berbeda. Tetapi prinsip umum seperti ini: minimal 1 bulan harus berlalu setelah berbunga. Pada awalnya, umbinya sangat habis, beratnya turun, dan menjadi kendur. Baca selengkapnya"
Dari semua sayuran umbi-umbian lokal, wortel adalah yang paling empuk dan memerlukan perawatan khusus selama penyimpanan. Bagaimana cara mengawetkan wortel sampai musim semi? Tergantung pada kemampuan Anda, pilih salah satu metode berikut. Bagaimanapun, Anda tidak perlu ragu menanamnya untuk musim dingin - tanaman umbi-umbian yang dikeluarkan dari tanah mudah kehilangan kelembapan. Setelah bagian atasnya dipotong agar tidak melukai kepala tanaman umbi-umbian, tetapi juga tanpa meninggalkan tanaman hijau, wortel disortir, dan wortel yang retak, beku, atau rusak dibuang. Kemudian diletakkan berjajar di dalam kotak dan setiap baris ditaburi pasir sungai bersih yang kelembabannya tidak melebihi 25 persen. Baca selengkapnya"
Mereka yang belum berhasil memulihkan ketertiban di rumah kaca mentimun perlu melakukan ini sebelum timbulnya cuaca beku yang terus-menerus. Karena agen penyebab sebagian besar penyakit mentimun disimpan di pucuk, akar, dan biji, semua sisa tanaman kering harus dibakar. Ngomong-ngomong, Anda bisa memasukkan borage hijau ke dalam kompos hanya jika tanamannya sehat, tanpa infeksi jamur dan bakteri. Akarnya juga harus dikeluarkan dari tanah, dikeringkan dan dimusnahkan dengan api.
Nutrisi mineral tanaman
Nutrisi tanaman terdiri dari penyerapan zat-zat yang diperlukan untuk proses vital dari lingkungan, serta distribusi dan penggunaannya dalam metabolisme. Selama proses fotosintesis, organisme tumbuhan mensintesis zat organik, sebagian digunakan untuk membangun organisme itu sendiri, dan sebagian lagi digunakan sebagai sumber energi. Zat organik meliputi berbagai unsur kimia yang masuk ke dalam tumbuhan dari dalam tanah. Kebanyakan tumbuhan menyerap air secara pasif - dengan kekuatan, yang terbentuk karena perbedaan antara tekanan osmotik dan turgor. Tumbuhan yang telah beradaptasi dengan keberadaannya di substrat garam menggunakan transpor aktif air melawan gradien konsentrasi garam, menghabiskan sebagian besar produk asimilasi untuk ini. Oleh karena itu, mereka selalu pendek. Tumbuhan menyerap mineral melalui penyerapan aktif. Namun tanaman tidak hanya mampu menyerap mineral dari larutan tanah, tetapi juga melarutkan senyawa yang tidak larut dalam air. Hal ini difasilitasi oleh sekresi tanaman. asam organik– apel, lemon, dll.
Karena perbedaan konsentrasi bidang larutan tanah dan sitoplasma sel epiblema, osmosa – pergerakan pelarut dari tanah ke dalam sel rambut. Diketahui konsentrasi zat dalam sel akar meningkat dari pinggiran ke tengah (gradien konsentrasi). Akibatnya, air dan zat-zat terlarut di dalamnya berpindah ke pembuluh-pembuluh silinder pusat akar, dan tekanan akar timbul, di bawah pengaruh larutan berpindah ke batang. Selain tekanan akar (pompa air bawah), pergerakan larutan melalui pembuluh juga mendukung proses transpirasi pada daun (pompa air atas). Di bawah pengaruh kekuatan adhesi molekul air yang tinggi satu sama lain, semacam kolom air terbentuk dalam sistem konduksi tumbuhan. Kolom seperti itu dimulai dari rambut akar dan berakhir di stomata daun. Tekanan akar memompa air ke dalam xilem, dan transpirasi memastikan pengangkutannya ke ketinggian yang diinginkan.
Peran mineral dalam proses kehidupan tanaman pada periode musim tanam yang berbeda ditentukan oleh metode budidaya air. Budaya akuatik adalah tanaman yang ditanam tanpa tanah dalam wadah berisi larutan garam mineral berair dengan memasukkan udara ke dalam larutan (aerasi larutan). Dalam hal ini mereka menggunakan varian yang berbeda media hara, mengubah kandungan komponen di dalamnya dan membandingkan sifat vegetasi tanaman pada media tersebut dengan vegetasi tanaman yang budidayanya menggunakan seperangkat zat standar.
Pergerakan zat anorganik dan organik di sepanjang akar. Pergerakan air dan zat terlarut di dalamnya dalam tumbuhan terjadi terutama melalui dua cara: difusi dan aliran. Difusi air dan zat terjadi sepanjang gradien konsentrasi, dan pergerakan aliran terjadi sepanjang gradien tekanan hidrostatis. Air bergerak melalui bejana, seolah-olah melalui pipa, menurut hukum umum hidrodinamika, dan dalam sel parenkim - melalui osmosis, dan pergerakan air dalam sel hidup jauh lebih sulit.
Di akar, pergerakan air dan zat terlarut di dalamnya diawali dengan penyerapannya oleh rambut akar. Dari rambut ke xilem silinder pusat, air mengalir melalui sitoplasma sel hidup di korteks akar, serta melalui dinding sel. Dengan cara ini, air bergerak perlahan dan dalam jarak dekat. Akhirnya air dan zat-zat terlarut di dalamnya masuk ke dalam xilem (getah xilem), kemudian getah xilem tersebut bergerak melalui pembuluh xilem karena adanya tekanan akar. Zat organik juga dapat bergerak di sepanjang xilem akar, misalnya zat cadangan akar di musim semi.
Pupuk. Dengan setiap panen, sebagian mineral dihilangkan dari tanah, dan secara bertahap habis. Pasokan unsur-unsur yang diperlukan diisi ulang dengan mineral (amonium sulfat, urea, kalium klorida, superfosfat, batuan fosfat; kalium, kalsium dan natrium nitrat, dll.) dan pupuk organik (humus, gambut, kompos gambut, pupuk hijau, kotoran burung) , yang berbeda bentuk(bubuk, larutan) digunakan dalam istilah yang berbeda tergantung pada jenis tanah, kesuburannya dan kebutuhan tanaman. Misalnya, pupuk yang mengandung nitrogen diterapkan sebelum disemai atau di awal musim panas. Selama masa pembentukan buah, tanaman membutuhkan lebih banyak fosfor dan kalium.
Jumlah pupuk yang perlu diaplikasikan ke tanah ditentukan dengan menggunakan analisis kimia tanah. Baik kelebihan unsur-unsur tertentu di dalam tanah maupun kekurangannya dapat berdampak buruk pada hasil panen. Waktu pemberian pupuk ditentukan dengan mempertimbangkan kemampuannya larut dalam air. Pupuk yang sedikit larut (fosfat) dan tidak larut (organik) diterapkan pada musim gugur sehingga sebelum musim semi, di bawah pengaruh organisme tanah, pupuk tersebut terurai menjadi senyawa mineral yang larut dalam air dan masuk ke dalam tanah dengan air yang meleleh. Pupuk dapat diaplikasikan pada tahap perkembangan tanaman tertentu sebagai top dressing. Bisa kering (pupuk bubuk tersebar) dan basah (pupuk larut ditambahkan ke tanah).
Penguapan air oleh daun (transpirasi)
Air yang berasal dari tanah melalui sistem akar ke batang dan daun, bergerak melalui ruang antar sel dan menguap keluar melalui stomata.
Transpirasi mendorong masuknya sejumlah air baru ke dalam akar dan naiknya air dari batang ke daun. Ini adalah sarana adaptasi tanaman terhadap kondisi kehidupan. Berkat penguapan, keseimbangan air yang konstan dalam sel dipertahankan di tubuh tumbuhan. Selain itu, karena adanya pergerakan langsung dan pergerakan air di dalam tubuh tumbuhan, terjadi pergerakan dan pertukaran nutrisi antar organ individu. Akhirnya, proses ini diatur rezim suhu dalam tubuh tanaman. Penguapan air oleh tumbuhan diatur oleh stomata. Dengan kadar air yang tinggi, stomata terbuka dan transpirasi meningkat; dengan kekurangan air, ketika tanaman layu, stomata menutup dan transpirasi menjadi sulit. Pasokan air ke daun dari akar disediakan oleh tiga kekuatan: kekuatan isap sel, kekuatan adhesi molekul air dalam sistem penghantar, dan tekanan akar.
Intensitas penguapan juga bergantung pada kondisi pertumbuhan tanaman dan sifat biologisnya. Tanaman di tempat kering, serta di cuaca kering, menguapkan lebih banyak air dibandingkan di cuaca kering. kelembaban tinggi. Selain stomata, penguapan air juga diatur oleh formasi pelindung pada kulit daun. Formasi tersebut adalah kutikula, lapisan lilin, dan puber dengan berbagai rambut. Pada tumbuhan sukulen, daunnya telah berubah menjadi duri (kaktus), dan fungsinya dilakukan oleh batang. Tumbuhan yang tumbuh di tempat lembab mempunyai helaian daun yang besar, yang pada kulitnya tidak mempunyai formasi pelindung. Tanaman yang teduh menguap lebih sedikit air dibandingkan yang tumbuh tanpa naungan. Tumbuhan menguapkan banyak air saat angin kering dan panas, apalagi saat cuaca tenang dan berawan.
Peran utama dalam penguapan air dimainkan oleh stomata; seluruh permukaan daun sebagian terlibat dalam proses ini. Oleh karena itu, perbedaan dibuat antara transpirasi stomata dan kutikula - melalui permukaan kutikula, yang menutupi epidermis daun. Transpirasi kutikula jauh lebih sedikit dibandingkan transpirasi stomata.
Karena transpirasi terjadi terutama melalui stomata, di mana ia menembus dan karbon dioksida Selama proses fotosintesis, terdapat hubungan antara penguapan air dengan penimbunan bahan kering pada tumbuhan. Banyaknya air yang diuapkan oleh tumbuhan untuk menghasilkan 1 g bahan kering disebut koefisien transpirasi. Nilainya tergantung pada kondisi pertumbuhan, spesies tanaman dan varietasnya.
Ketika penguapan sulit terjadi pada tanaman, gutasi diamati - pelepasan tetesan air melalui stomata air (hidatoda). Fenomena ini terjadi di alam pada pagi hari, saat udara jenuh dengan uap air, atau menjelang hujan. Hidatoda adalah struktur ekskresi yang sangat aktif. Namun, mereka diklasifikasikan sebagai bagian dari sistem ekskresi hanya secara formal, karena produk ekskresinya adalah air, dan bukan zat ekskresi. Tempat konsentrasi hidatoda adalah tepi daun, terutama bagian atas dentikel, tempat ujung elemen penghantar kislem.
Adaptasi biologis tanaman untuk melindungi diri dari penguapan adalah gugurnya daun - gugurnya daun secara besar-besaran selama musim dingin atau panas dalam setahun.
