تغذية النبات: المغذيات الكبيرة المقدار ، المغذيات الدقيقة ، النقص - مادة الاحياء - 2025

في تغذية النبات هي مجموعة من العمليات الكيميائية التي المواد الغذائية المستخرجة من الطوابق الأرضية أن دعم نمو وتطور الأعضاء. كما يشير بشكل خاص إلى أنواع المغذيات المعدنية التي تتطلبها النباتات وأعراض نقصها.

تعتبر دراسة تغذية النبات مهمة بشكل خاص لأولئك المسؤولين عن رعاية وصيانة المحاصيل ذات الأهمية الزراعية ، لأنها مرتبطة بشكل مباشر بمقاييس الغلة والإنتاج.

حقل مزروع بالذرة (المصدر: pixabay.com/)

نظرًا لأن الزراعة المطولة للخضروات تسبب تآكل التربة وإفقارها بالمعادن ، فإن التقدم الكبير في الصناعة الزراعية يرتبط بتطوير الأسمدة ، التي تم تصميم تكوينها بعناية وفقًا للمتطلبات الغذائية للأصناف ذات الاهتمام.

يتطلب تصميم هذه الأسمدة ، بلا شك ، معرفة واسعة بفسيولوجيا النبات وتغذيته ، حيث أنه كما هو الحال في أي نظام بيولوجي ، هناك حدود عليا وسفلية لا تستطيع النباتات فيها العمل بشكل صحيح ، إما عن طريق نقص أو زيادة في بعض العناصر.

كيف تتغذى النباتات؟

تلعب الجذور دورًا أساسيًا في تغذية النبات. تؤخذ المغذيات المعدنية من "محلول التربة" ، ويتم نقلها إما عن طريق الطريق التبسيطي (داخل الخلايا) أو السكتة الدماغية (خارج الخلية) إلى الحزم الوعائية. يتم تحميلها في نسيج الخشب ونقلها إلى الجذع ، حيث تؤدي وظائف بيولوجية مختلفة.

جذر نبات الهندباء البرية

إن امتصاص العناصر الغذائية من التربة من خلال السيللاست في الجذور ونقلها اللاحق إلى النسيج الخشبي عن طريق مسار السكتة الدماغية عمليات مختلفة ، بوساطة عوامل مختلفة.

يُعتقد أن دورة المغذيات تنظم امتصاص الأيونات في نسيج الخشب ، بينما قد يعتمد التدفق إلى الجذر المتعاطف على درجة الحرارة أو تركيز الأيونات الخارجية.

يحدث نقل المواد المذابة إلى النسيج الخشبي عمومًا عن طريق الانتشار السلبي أو النقل السلبي للأيونات عبر القنوات الأيونية ، وذلك بفضل القوة الناتجة عن مضخات البروتون (ATPases) المعبر عنها في الخلايا المجاورة للرغامى في الحمة.

من ناحية أخرى ، فإن النقل إلى apoplast مدفوع بالاختلافات في الضغوط الهيدروستاتيكية من أوراق النتح.

تستخدم العديد من النباتات العلاقات التبادلية لإطعام نفسها ، إما لامتصاص الأشكال الأيونية الأخرى للمعادن (مثل البكتيريا المثبتة للنيتروجين) ، أو لتحسين قدرة امتصاص جذورها ، أو للحصول على قدر أكبر من توافر بعض العناصر (مثل الفطريات الفطرية)..

العناصر الأساسية

النباتات لها احتياجات مختلفة لكل عنصر غذائي ، حيث لا يتم استخدام جميعها بنفس النسبة أو لنفس الأغراض.

العنصر الأساسي هو العنصر الذي يعد جزءًا من بنية أو استقلاب النبات ، والذي يؤدي غيابه إلى حدوث شذوذ شديد في نموه أو تطوره أو تكاثره.

بشكل عام ، تعمل جميع العناصر في البنية الخلوية ، والتمثيل الغذائي ، وتنظيم التناضح. يرتبط تصنيف المغذيات الكبيرة والصغرى بالوفرة النسبية لهذه العناصر في أنسجة النبات.

المغذيات الكبيرة المقدار

من بين المغذيات الكبيرة النيتروجين (N) والبوتاسيوم (K) والكالسيوم (Ca) والمغنيسيوم (Mg) والفوسفور (P) والكبريت (S) والسيليكون (Si). على الرغم من مشاركة العناصر الأساسية في العديد من الأحداث الخلوية المختلفة ، يمكن الإشارة إلى بعض الوظائف المحددة:

نتروجين

هذا هو العنصر المعدني الذي تتطلبه النباتات بكميات أكبر وعادة ما يكون عنصرًا مقيدًا في العديد من أنواع التربة ، ولهذا السبب تحتوي الأسمدة بشكل عام على النيتروجين في تكوينها. النيتروجين عنصر متحرك وجزء أساسي من جدار الخلية والأحماض الأمينية والبروتينات والأحماض النووية.

على الرغم من أن محتوى النيتروجين في الغلاف الجوي مرتفع للغاية ، إلا أن نباتات عائلة Fabaceae هي الوحيدة القادرة على استخدام النيتروجين الجزيئي كمصدر رئيسي للنيتروجين. الأشكال التي يمكن استيعابها من قبل البقية هي النترات.

البوتاسيوم

يتم الحصول على هذا المعدن في النباتات بشكله الكاتيوني أحادي التكافؤ (K +) ويشارك في تنظيم القدرة التناضحية للخلايا ، بالإضافة إلى منشط للأنزيمات المشاركة في التنفس والتمثيل الضوئي.

الكالسيوم

توجد بشكل عام على شكل أيونات ثنائية التكافؤ (Ca2 +) وهي ضرورية لتركيب جدار الخلية ، وخاصة تكوين الصفيحة الوسطى التي تفصل الخلايا أثناء الانقسام. كما أنه يشارك في تكوين المغزل الانقسامي وهو ضروري لعمل أغشية الخلايا.

يلعب دورًا مهمًا باعتباره رسولًا ثانويًا في العديد من مسارات استجابة النبات من خلال الإشارات الهرمونية والبيئية.

يمكن أن يرتبط بالكالموديولين وينظم المركب الإنزيمات مثل الكينازات والفوسفاتازات وبروتينات الهيكل الخلوي والبروتينات المؤشرة ، من بين أمور أخرى.

المغنيسيوم

يشارك المغنيسيوم في تنشيط العديد من الإنزيمات في التركيب الضوئي ، والتنفس ، وتخليق الحمض النووي والحمض النووي الريبي. بالإضافة إلى ذلك ، فهو جزء هيكلي من جزيء الكلوروفيل.

مباراة

الفوسفات مهم بشكل خاص لتشكيل وسيط فوسفات السكر للتنفس والتمثيل الضوئي ، بالإضافة إلى كونه جزءًا من المجموعات القطبية على رؤوس الفوسفوليبيد. تمتلك ATP والنيوكليوتيدات ذات الصلة الفوسفور ، بالإضافة إلى بنية الأحماض النووية.

كبريت

تحتوي السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية السيستين والميثيونين على الكبريت. يعد هذا المعدن أيضًا مكونًا مهمًا للعديد من الإنزيمات والفيتامينات مثل الإنزيم المساعد A و S-adenosylmethionine والبيوتين وفيتامين B1 وحمض البانتوثينيك ، وهو ضروري لعملية التمثيل الغذائي للنبات.

السيليكون

على الرغم من أنه تم إثبات شرط معين لهذا المعدن فقط في عائلة Equisoceae ، إلا أن هناك أدلة على أن تراكم هذا المعدن في أنسجة بعض الأنواع يساهم في النمو والخصوبة ومقاومة الإجهاد.

نبتة (المصدر: pixabay.com/)

المغذيات الدقيقة

المغذيات الدقيقة هي الكلور (Cl) والحديد (Fe) والبورون (B) والمنغنيز (Mn) والصوديوم (Na) والزنك (Zn) والنحاس (Cu) والنيكل (Ni) والموليبدينوم (مو). مثل المغذيات الكبيرة ، المغذيات الدقيقة لها وظائف أساسية في استقلاب النبات ، وهي:

الكلور

يوجد الكلور في النباتات بالشكل الأنيوني (Cl-). ضروري لتفاعل التحلل الضوئي للماء الذي يحدث أثناء التنفس ؛ يشارك في عمليات التمثيل الضوئي وفي تخليق DNA و RNA. وهو أيضًا مكون هيكلي لحلقة جزيء الكلوروفيل.

حديد

الحديد عامل مساعد مهم لمجموعة متنوعة من الإنزيمات. يتضمن دورها الأساسي نقل الإلكترونات في تفاعلات اختزال الأكسيد ، حيث يمكن بسهولة أن تتأكسد بشكل عكسي من Fe2 + إلى Fe3 +.

ربما يكون دوره الأساسي جزءًا من السيتوكرومات ، وهو حيوي لنقل الطاقة الضوئية في تفاعلات التمثيل الضوئي.

البورون

لم يتم تحديد وظيفتها بالضبط ، ولكن تشير الدلائل إلى أنها مهمة في استطالة الخلية ، وتخليق الحمض النووي ، والاستجابات الهرمونية ، ووظائف الغشاء ، وتنظيم دورة الخلية.

المنغنيز

تم العثور على المنغنيز كاتيون ثنائي التكافؤ (Mg2 +). يشارك في تنشيط العديد من الإنزيمات في الخلايا النباتية ، ولا سيما decarboxylases و dehydrogenases المتضمنة في دورة حمض الكربوكسيل أو دورة كريبس. أفضل وظيفة معروفة لها هي إنتاج الأكسجين من الماء أثناء عملية التمثيل الضوئي.

صوديوم

هذا الأيون مطلوب من قبل العديد من النباتات التي تحتوي على استقلاب C4 وحمض الكراسولاسيوس (CAM) لتثبيت الكربون. كما أنه مهم لتجديد الفوسفوينول بيروفات ، الركيزة الأولى من الكربوكسيل في الطرق المذكورة أعلاه.

الزنك

يتطلب عدد كبير من الإنزيمات الزنك للعمل ، وتحتاجه بعض النباتات للتخليق الحيوي للكلوروفيل. تحتاج إنزيمات استقلاب النيتروجين ونقل الطاقة ومسارات التخليق الحيوي للبروتينات الأخرى إلى الزنك لوظيفتها. وهو أيضًا جزء بنيوي للعديد من عوامل النسخ المهمة وراثيًا.

النحاس

يرتبط النحاس بالعديد من الإنزيمات التي تشارك في تفاعلات تقليل الأكسدة ، حيث يمكن أن تتأكسد بشكل عكسي من Cu + إلى Cu2 +. مثال على هذه الإنزيمات هو البلاستوسيانين ، وهو المسؤول عن نقل الإلكترونات أثناء تفاعلات الضوء لعملية التمثيل الضوئي.

نيكل

لا تملك النباتات متطلبات محددة لهذا المعدن ، ومع ذلك ، فإن العديد من الكائنات الدقيقة المثبتة للنيتروجين والتي تحافظ على العلاقات التكافلية مع النباتات تحتاج إلى النيكل للإنزيمات التي تعالج جزيئات الهيدروجين الغازية أثناء التثبيت.

الموليبدينوم

يعد اختزال النترات والنيتروجينيز من بين العديد من الإنزيمات التي تتطلب الموليبدينوم لوظيفتها. يحفز اختزال النترات اختزال النترات إلى النتريت أثناء استيعاب النيتروجين في النباتات ، ويحول النيتروجيناز غاز النيتروجين إلى أمونيا في الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين.

تشخيص النواقص

يمكن تشخيص التغيرات الغذائية في الخضار بعدة طرق ، من بينها التحليل الورقي هو أحد أكثر الطرق فعالية.

داء الاخضرار الداخلي في Liquidambar Styraciflua (جيم كونراد ، عبر ويكيميديا ​​كومنز)

يعتبر التسمم بالكلور أو الاصفرار ، وظهور بقع نخرية داكنة اللون وأنماط توزيعها ، بالإضافة إلى وجود أصباغ مثل الأنثوسيانين ، جزءًا من العناصر التي يجب مراعاتها أثناء تشخيص أوجه القصور.

من المهم مراعاة التنقل النسبي لكل عنصر ، حيث لا يتم نقل جميع العناصر بنفس الانتظام. وبالتالي ، يمكن ملاحظة نقص عناصر مثل K و N و P و Mg في الأوراق البالغة ، حيث يتم نقل هذه العناصر نحو الأنسجة في التكوين.

على العكس من ذلك ، ستظهر الأوراق الصغيرة عيوبًا لعناصر مثل B و Fe و Ca ، وهي غير متحركة نسبيًا في معظم النباتات.

المراجع

1. Azcón-Bieto، J.، & Talón، M. (2008). أساسيات فسيولوجيا النبات (الطبعة الثانية). مدريد: McGraw-Hill Interamericana of Spain.
2. باركر ، أ ، وبيلبيم ، د. (2015). كتيب تغذية النبات (الطبعة الثانية).
3. ساتيلماشر ، ب. (2001). أبوبلاست وأهميتها لتغذية النباتات المعدنية. عالم نباتات جديد ، 149 (2) ، 167-192.
4. تعز ، إل ، وزيقر ، إي (2010). فسيولوجيا النبات (الطبعة الخامسة). سندرلاند ، ماساتشوستس: Sinauer Associates Inc.
5. White، PJ، & Brown، PH (2010). تغذية النبات من أجل التنمية المستدامة والصحة العالمية. حوليات علم النبات ، 105 (7) ، 1073-1080.