Železo pre rastliny: Prečo rastliny potrebujú železo?

Železo pre rastliny: Prečo rastliny potrebujú železo?

Autor: Anne Baley

Každý živý tvor potrebuje na rast a prežitie jedlo ako palivo a rastliny sú v tomto ohľade podobné zvieratám. Vedci určili 16 rôznych prvkov, ktoré sú rozhodujúce pre zdravý život rastlín. Železo je na tomto zozname malou, ale dôležitou položkou. Poďme sa dozvedieť viac o funkcii železa v rastlinách.

Čo je železo a jeho funkcia?

Úloha železa v rastlinách je taká základná, ako len môže: bez železa nemôže rastlina produkovať chlorofyl, nemôže získavať kyslík a nebude zelená. Čo je to teda železo? Funkciou železa je pôsobiť podobne ako v ľudskom krvnom riečisku - pomáha prenášať dôležité prvky cez obehový systém rastlín.

Kde nájsť železo pre rastliny

Železo pre rastliny môže pochádzať z mnohých zdrojov. Oxid železitý je chemikália prítomná v pôde, ktorá dáva nečistotám výrazne červenú farbu a rastliny môžu z tejto chemikálie absorbovať železo.

Železo je tiež prítomné v rozkladajúcej sa rastlinnej hmote, takže pridanie železa do stravy vašich rastlín môže pomôcť pridanie kompostu do pôdy alebo dokonca umožnenie hromadenia odumretých listov na povrchu.

Prečo rastliny potrebujú železo?

Prečo rastliny potrebujú železo? Ako už bolo uvedené, väčšinou to má pomôcť rastline presúvať kyslík cez svoj systém. Rastliny potrebujú len malé množstvo železa, aby boli zdravé, ale toto malé množstvo je zásadné.

V prvom rade je to železo, keď rastlina produkuje chlorofyl, ktorý dáva rastline kyslík a tiež zdravú zelenú farbu. To je dôvod, prečo rastliny s nedostatkom železa alebo chlorózou vykazujú na listoch chorobne žltú farbu. Železo je tiež potrebné pre niektoré enzýmové funkcie v mnohých rastlinách.

Pôda, ktorá je zásaditá alebo do ktorej bolo pridané príliš veľa vápna, často spôsobuje nedostatok železa v rastlinách v tejto oblasti. Môžete to ľahko napraviť pridaním železného hnojiva alebo vyrovnať rovnováhu pH v pôde pridaním záhradnej síry. Použite súpravu na testovanie pôdy a v prípade, že problém pretrváva, porozprávajte sa s miestnym zastúpením o testovaní.

Tento článok bol naposledy aktualizovaný dňa

Prečítajte si viac o pôde, opravách a hnojivách


Bór

Primárna funkcia bóru súvisí s tvorbou bunkových stien, takže rastliny s nedostatkom bóru môžu byť zakrpatené. Na bór má vplyv aj transport cukru v rastlinách, retencia kvetov a tvorba peľu a klíčenie. Produkcia osiva a obilia je znížená pri nízkej dodávke bóru. Príznaky nedostatku bóru sa najskôr prejavia v rastových bodoch. Výsledkom je zakrpatený vzhľad (ružica), neplodné uši v dôsledku slabého opelenia, duté stonky a ovocie (duté srdce) a krehké, sfarbené listy a strata plodníc.

Nedostatok bóru sa vyskytuje hlavne v kyslých, piesčitých pôdach v oblastiach s vysokými zrážkami a v pôdach s nízkym obsahom organických látok v pôde. Boritové ióny sú v pôde mobilné a dajú sa vylúhovať z koreňovej zóny. Nedostatok bóru je výraznejší v období sucha, keď je obmedzená aktivita koreňov.

Meď je nevyhnutná pre metabolizmus uhľohydrátov a dusíka a jej nedostatok vedie k zakrpateniu rastlín. Meď je tiež potrebná na syntézu lignínu, ktorá je potrebná pre pevnosť bunkovej steny a prevenciu vädnutia. Príznakmi nedostatku medi sú odumieranie stoniek a vetvičiek, žltnutie listov, zakrpatený rast a bledozelené listy, ktoré ľahko vädnú.

Nedostatok medi sa uvádza hlavne na piesočnatých pôdach s nízkym obsahom organických látok. Prírastok medi klesá so zvyšujúcim sa pH pôdy. Zvýšená dostupnosť fosforu a železa v pôdach znižuje absorpciu medi rastlinami.

Železo sa podieľa na výrobe chlorofylu a chloróza železa je ľahko rozpoznateľná na plodinách citlivých na železo rastúcich na vápenatých pôdach. Železo je tiež súčasťou mnohých enzýmov spojených s prenosom energie, redukciou a fixáciou dusíka a tvorbou lignínu. Železo je v rastlinách spojené so sírou a tvoria zlúčeniny, ktoré katalyzujú ďalšie reakcie. Nedostatok železa sa prejavuje hlavne žltými listami v dôsledku nízkej hladiny chlorofylu. Žlté listy sa najskôr prejavia na mladších horných listoch v interveinálnych tkanivách. Závažné nedostatky železa spôsobujú, že listy úplne žltnú alebo sú takmer biele a po odumieraní listov hnednú.

Nedostatok železa sa vyskytuje hlavne na pôdach s vysokým pH, aj keď niektoré kyslé piesočnaté pôdy s nízkym obsahom organických látok môžu tiež obsahovať železo. Chladné a vlhké počasie zvyšuje nedostatok železa, najmä na pôdach s marginálnou úrovňou dostupného železa. Zle prevzdušnené alebo zhutnené pôdy tiež znižujú absorpciu železa rastlinami. Príjem železa klesá so zvýšeným pH pôdy a je nepriaznivo ovplyvnený vysokou úrovňou dostupného fosforu, mangánu a zinku v pôdach.

Mangán je nevyhnutný pri fotosyntéze, metabolizme dusíka a pri tvorbe ďalších zlúčenín potrebných pre metabolizmus rastlín. Interverinálna chloróza je charakteristickým príznakom nedostatku mangánu. Vo veľmi závažných prípadoch mangánu sa na listoch objavujú hnedé nekrotické škvrny, ktoré vedú k predčasnému opadávaniu listov. Oneskorená zrelosť je ďalším príznakom nedostatku u niektorých druhov. Biele / sivé škvrny na listoch niektorých obilninových plodín sú znakom nedostatku mangánu.

Nedostatok mangánu sa vyskytuje hlavne na organických pôdach, pôdach s vysokým pH, piesočnatých pôdach s nízkym obsahom organických látok a na pôdach s nadmerným vápnením. Pôdny mangán môže byť menej dostupný v suchých, dobre prevzdušnených pôdach, ale môže byť dostupnejší vo vlhkých pôdnych podmienkach, keď sa mangán zredukuje na formu dostupnú pre rastliny. Naopak, toxicita pre mangán môže mať za následok vznik kyslých pôd s vysokým obsahom mangánu. Príjem mangánu klesá so zvýšeným pH pôdy a je nepriaznivo ovplyvnený vysokou úrovňou dostupného železa v pôdach.

Molybdén je zapojený do enzýmových systémov týkajúcich sa fixácie dusíka baktériami rastúcimi symbioticky so strukovinami. Metabolizmus dusíka, syntéza bielkovín a metabolizmus síry sú tiež ovplyvnené molybdénom. Molybdén má významný vplyv na tvorbu peľu, takže v rastlinách s nedostatkom molybdénu je ovplyvnená tvorba ovocia a zrna. Pretože požiadavky na molybdén sú také nízke, väčšina druhov rastlín nevykazuje príznaky nedostatku molybdénu. Tieto príznaky nedostatku v strukovinách sa prejavujú hlavne ako príznaky nedostatku dusíka z dôvodu primárnej úlohy molybdénu pri fixácii dusíka. Na rozdiel od iných mikroelementov sa príznaky nedostatku molybdénu neobmedzujú hlavne na najmladšie listy, pretože molybdén je v rastlinách mobilný. Charakteristickým príznakom nedostatku molybdénu v niektorých zeleninových plodinách je nepravidelná tvorba listových listov známa ako whiptail, ale boli pozorované aj interveinálne mramorovanie a marginálna chloróza starších listov.

Nedostatok molybdénu sa nachádza hlavne na kyslých piesočnatých pôdach vo vlhkých oblastiach. Príjem molybdénu rastlinami sa zvyšuje so zvýšeným pH pôdy, ktoré je opačné ako u ostatných mikroživín. Nedostatok molybdénu v strukovinách je možné korigovať vápnením kyslých pôd a nie aplikáciami molybdénu. Avšak ošetrenie osiva zdrojmi molybdénu môže byť v niektorých oblastiach ekonomickejšie ako vápnenie.

Zinok je nevyhnutnou súčasťou rôznych enzýmových systémov na výrobu energie, syntézu bielkovín a reguláciu rastu. Rastliny s nedostatkom zinku tiež vykazujú oneskorenú zrelosť. Zinok nie je v rastlinách mobilný, takže príznaky nedostatku zinku sa vyskytujú hlavne v novom raste. Zlá mobilita rastlín naznačuje potrebu neustáleho prísunu dostupného zinku pre optimálny rast. Najviditeľnejšími príznakmi nedostatku zinku sú krátke internódie a zmenšenie veľkosti listov. Oneskorená zrelosť je tiež príznakom rastlín s nedostatkom zinku.

Nedostatok zinku sa vyskytuje hlavne na piesočnatých pôdach s nízkym obsahom organických látok a na organických pôdach. Nedostatok zinku sa vyskytuje častejšie počas chladného, ​​vlhkého jarného počasia a súvisí so zníženým rastom a aktivitou koreňov a tiež s nižšou mikrobiálnou aktivitou klesá uvoľňovanie zinku z pôdnych organických látok. Príjem zinku rastlinami klesá so zvýšeným pH pôdy. Príjem zinku tiež nepriaznivo ovplyvňuje vysoká hladina dostupného fosforu a železa v pôdach.

Pretože chlorid je v rastlinách mobilný anión, väčšina jeho funkcií súvisí s účinkami solí (otvorenie priedušiek) a rovnováhou elektrického náboja vo fyziologických funkciách rastlín. Chlorid tiež nepriamo ovplyvňuje rast rastlín stomatálnou reguláciou straty vody. Vädnutie a obmedzené, vysoko rozvetvené koreňové systémy sú hlavnými príznakmi nedostatku chloridov, ktoré sa vyskytujú hlavne v obilninách.

Väčšina pôd obsahuje dostatočné množstvo chloridu pre primeranú výživu rastlín. Hlásené nedostatky chloridov však boli hlásené na piesočnatých pôdach v oblastiach s vysokými zrážkami alebo na pôdach odvodených z základných materiálov s nízkym obsahom chloridov. Existuje niekoľko oblastí s nedostatkom chloridov, takže táto mikroživina sa všeobecne v programoch hnojív nezohľadňuje. Okrem toho sa chlorid nanáša na pôdy pomocou KCl, dominantného draselného hnojiva. Úloha chloridu pri znižovaní výskytu rôznych chorôb malých zŕn je z praktického hľadiska možno dôležitejšia ako jeho nutričná úloha.

Rastliny sa líšia vo svojich požiadavkách na určité mikroživiny. V nasledujúcej tabuľke je uvedený odhad relatívnej odozvy vybraných plodín na mikroživiny. Hodnotenia nízkeho stredného a vysokého sa používajú na označenie relatívneho stupňa odozvy.

Stôl 1. Reakcia plodiny na mikroživiny


Pozadie: Železo je základným prvkom tak pre produktivitu rastlín, ako aj pre kvalitu výživy. O zlepšenie obsahu železa v rastlinách sa pokúsilo genetické inžinierstvo rastlín nadmerne exprimujúcich feritíny. Avšak úlohy týchto proteínov vo fyziológii rastlín a mechanizmy, ktoré sa podieľajú na regulácii ich expresie, nie sú známe. Aj keď je štruktúra feritínov medzi rastlinami a živočíchmi veľmi konzervovaná, ich bunková lokalizácia sa líši. Ďalej sa regulácia expresie feritínového génu v reakcii na prebytok železa vyskytuje na transkripčnej úrovni v rastlinách, na rozdiel od zvierat, ktoré regulujú expresiu feritínu na translačnej úrovni.

Rozsah: V tomto prehľade je uvedený prehľad našich poznatkov o syntéze a funkciách bakteriálnych a cicavčích feritínov. Potom sa preskúma toto: (a) špecifické vlastnosti rastlinných feritínov; (b) regulácia ich syntézy počas vývoja a v reakcii na rôzne podnety životného prostredia; (c) ich funkcia vo fyziológii rastlín so zvláštnym dôrazom na úlohu, ktorú majú bakteriálne aj rastlinné feritíny hrajú počas interakcií rastlín a baktérií. Feritíny Arabidopsis sú kódované malou štvorčlennou nukleárnou génovou rodinou, ktorá je odlišne exprimovaná. Posledné výsledky získané použitím tohto modelového zariadenia umožnili pokrok v našom chápaní regulácie syntézy a funkcie planta týchto rôznych feritínov.

Závery: Štúdie o funkciách rastlinného feritínu a regulácii ich syntézy odhalili silné väzby medzi týmito proteínmi a ochranou pred oxidačným stresom. Na rozdiel od toho je nepravdepodobné, že by bola predpokladaná ich funkcia ukladania železa na dodanie železa počas rôznych vývojových procesov. Feritíny pufrovaním železa jemne dolaďujú množstvo kovu potrebné na metabolické účely a pomáhajú rastlinám zvládať nepriaznivé situácie, ktorých škodlivé účinky by sa zosilnili, keby sa nevyvinul žiadny systém, ktorý by sa staral o voľné reaktívne železo.

Čísla

Tkanivovo špecifická expresia a vývojová regulácia ...


Odporúčané čítanie

Darovanie krvi pred pobytom v nemocnici

Nájdite často kladené otázky týkajúce sa darovania krvi, vrátane informácií o tom, kde je možné krv darovať, či je krv transfúzovaná ihneď po darovaní a ďalšie.

V niektorých prípadoch môže chirurgický zákrok a iné zákroky viesť k strate krvi. Ak to váš lekár predvída, prediskutuje vaše možnosti darovania krvi.


P> a "data-remove =" false "data-toggle =" transplantácia "data-direction =" z "data-transplant =" self ">

Institut für Pflanzenernährung, Stuttgart, Nemecko

Institut für Pflanzenernährung, Stuttgart, Nemecko

Institut für Pflanzenernährung, Stuttgart, Nemecko

Institut für Pflanzenernährung, Stuttgart, Nemecko

Zhrnutie

Mikronutrienty a makronutrienty sú prvky so špecifickými a základnými fyziologickými funkciami v metabolizme rastlín. Táto kapitola sa zaoberá funkciami jednotlivých mikroživín a zaoberá sa kovmi, ktoré fungujú v rastlinách zmenami valencie (železo, mangán, meď a molybdén), kovmi, v ktorých sa valenčné zmeny nevyskytujú (zinok), a potom nekovami (bór, chlór). Chlorid môže nepriamo ovplyvňovať rast rastlín prostredníctvom stomatálnej regulácie ako mobilného protiiónu pre K +. Doplnenie Mn do deficitných rastlín reaktivuje fotosyntetický O2 vývoj do 24 hodín, zatiaľ čo ultraštruktúra a tvorba chlorofylu sa obnovujú ťažšie. Úloha mikroživín v obranných systémoch proti patogénom si v budúcnosti zaslúži väčšiu pozornosť, ako aj lepšiu charakterizáciu „fyziologicky aktívnej“ frakcie mikroživín a koncentrácií kritického deficitu v meristematických tkanivách.


Úloha železa v metabolizme energie u zvierat

Železo je nevyhnutné pre širokú škálu metabolických procesov živých organizmov vďaka svojim chemickým prechodným vlastnostiam: má železnaté (Fe2 +) aj železnaté (Fe3 +) stavy, ktoré môžu darovať a prijímať elektróny. Železo je prítomné v rôznych formách hemu a železo-síra (Fe-S).

Železo je nevyhnutné pre širokú škálu metabolických procesov živých organizmov vďaka svojim chemickým prechodným vlastnostiam: má železnaté (Fe2 +) aj železnaté (Fe3 +) stavy, ktoré môžu darovať a prijímať elektróny. Železo je prítomné v rôznych formách hemu a proteínu viažuceho železo-síru (Fe-S), ktorý hrá dôležitú úlohu v rôznych enzymatických reakciách, ako je aeróbne dýchanie, funkcia cyklu TCA a syntéza DNA, ako aj transport kyslíka a skladovanie.

Pred 2,7 miliardami rokov umožnil výskyt fotosyntetických organizmov následný vývoj systémov, ktoré využívajú glukózu a produkujú ATP oxidačnou fosforyláciou s využitím už existujúcej glykolytickej dráhy. Preto treba tento vývoj chápať ako rozhodujúcu udalosť. Zlyhanie transportu elektrónov však produkuje reaktívne formy kyslíka (ROS), preto si živé organizmy vyvinuli antioxidačné mechanizmy proti ROS účinnými zachytávačmi, ako sú vitamíny C a E alebo enzýmová reakcia kataláza, superoxiddismutáza, glutatiónperoxidáza atď. Aj keď je železo prísne kontrolované, nadbytočné voľné železo (Fe2 +) zhoršuje oxidačný stres, aby vytvoril Fentonovou reakciou najtoxickejší hydroxylový radikál.

V tejto výskumnej téme hľadáme články, ktoré sa zaoberajú nasledujúcimi aspektmi úlohy železa v energetickom metabolizme zvierat:
• bunkový a mitochondriálny metabolizmus železa
• oxidačný stres
• dedičné poruchy metabolizmu železa
• vzájomné pôsobenie medzi metabolizmom železa a metabolickými chorobami, ako je cukrovka a lipidóza

Kľúčové slová: elektrónový transportný systém, železo, mitochondrie, oxidačný stres, oxidačná fosforylácia

Dôležitá poznámka: Všetky príspevky k tejto výskumnej téme musia spadať do rozsahu časti a časopisu, do ktorých sú zasielané, ako je definované v ich vyhláseniach o poslaní. Frontiers si vyhradzuje právo v ľubovoľnej fáze partnerského preskúmania sprevádzať nepresný rukopis po vhodnejšej sekcii alebo časopise.


Je kremík potrebný?

Výskum ukazuje výhody používania kremíka s určitými poľnohospodárskymi plodinami (ryža, pšenica, cukrová trstina atď.), Najmä ak sú pestované na nekvalitných pôdach, existujú však iba obmedzené štúdie, ktoré naznačujú, že skleníkové plodiny môžu mať výhody. Pre testované plodiny môže byť výhodou použitie kremíka pre rastliny sprostredkovateľa a akumulátory. Pokiaľ ide o akumulátory, existujú protichodné informácie o tom, či majú prospech. Napríklad paradajka, ktorá sa nehromadí, mala zvýšený kvitnutie a plody, keď dostali ďalší kremík. Štúdie múčnatky a toxicity na výživu však preukázali, že nedošlo k významnému potlačeniu ani u neakumulátorov ošetrených kremíkom.

Ako je uvedené vyššie, vstupy plodín, ako je voda, hnojivo a rastové médium, môžu dodávať dostatok kremíka pre neakumulátory a možno aj pre stredné akumulátory. Ak nie, prechodným akumulátorom môže prospieť ďalšie doplnenie kremíkom. Bohužiaľ väčšina laboratórií kremík netestuje, takže nie je známe, či vstupy pestovateľa už poskytujú dostatok použiteľného kremíka na úžitok plodinám.

Ed Bloodnick
Riaditeľ záhradníctva
USA - juhovýchod

JoAnn Peery
Špecialista na záhradníctvo
USA - stred, Kanada - stred

Lance Lawnson
Špecialista na záhradníctvo
USA - západ, Kanada - západ

Troy Buechel
Špecialista na záhradníctvo
USA - severovýchod

Susan Parent
Špecialista na záhradníctvo
Kanada - východ, USA - Nové Anglicko

Jose Chen Lopez
Špecialista na záhradníctvo
Mexiko, Latinská a Južná Amerika

  • Bent, E., 2007 "Kyselina kremičitá: Pestovanie podľa zámeru prírody. Technika ovocia a zeleniny" (7.3): 24-26.
  • Cavins, T., S. Marek a S. Kamenidou, 2010 „Kremík zvyšuje potlačenie chorôb.“ Časopis GMPro (12): 33-35.
  • Frantz, J. M., J. C. Locke a N. Mattson., 2010 „Aktualizácia výskumu: Má kremík svoju úlohu pri výrobe okrasných plodín?“ Bulletin OFA. 924: 17-18.
  • Frantz, J. M. a J. C. Locke, 2011 „Pripravené výsledky výskumu: Kremík v programoch plodnosti kvetinárstva.“ Pestovateľ skleníkov, február 2011: 26-27
  • Frantz, J. M., S. Khandahar a S. Leisner. 2011. Kremík rozdielne ovplyvňuje reakciu na toxicitu medi v druhoch kremíka a akumulátora. J. Amer. Hort. Sci. 136: 329-338.
  • Leatherwood, R. a N. Mattson. Pridanie kremíka do programu hnojív pri výrobe vianočných hviezd: výhody a fakty. www.greenhouse.cornell.edu/crops/factsheets/silicon_poinsettia.pdf
  • Locke, J. 2007. Kremík zvyšuje výťažky a potláča choroby v médiách. Časopis GMPro (8): 58.
  • Newman, J. 2008. Doplnenie kremíka môže priniesť výhody. Časopis GMPro: (6): 74-76.
  • White, J. D. 2007. Kremík ako doplnok. Growertalks. Apríla 2007: 34

PRO-MIX® je registrovaná ochranná známka spoločnosti PREMIER HORTICULTURE Ltd.


Pozri si video: AQUARIUM CO2 AND AQUATIC PLANT FERTILIZING GUIDE + WATER PARAMETERS