Nutrisi Mineral Tumbuhan

Selain karbon, hidrogen, dan oksigen, tumbuhan memerlukan set unsur mineral tertentu yang diambil dari tanah, dan cara tumbuhan menyerap, mengangkut, serta mengasimilasi nutrien ini membentuk pertumbuhan tumbuhan dan baja yang diperlukan dalam pertanian.

Definition

Nutrisi mineral tumbuhan ialah pemerolehan, pengangkutan, dan asimilasi unsur tak organik yang penting untuk pertumbuhan tumbuhan, serta kesan fisiologi daripada bekalan atau kekurangannya.

Scope

Topik ini merangkumi unsur mineral penting (makronutrien dan mikronutrien), kriteria keesensialan, simptom kekurangan, pengambilan ion dan pengangkutan membran pada akar, serta asimilasi nitrogen dan sulfur, termasuk peranan simbiosis.

Core questions

• Unsur-unsur manakah yang penting untuk tumbuhan, dan bagaimanakah keesensialan ditentukan?
• Bagaimanakah akar menyerap ion mineral melawan kecerunan kepekatan?
• Bagaimanakah nitrogen dan nutrien lain diasimilasi menjadi molekul organik?

Key theories

Konsep unsur-esensial

Sesuatu unsur adalah esensial jika tumbuhan tidak dapat melengkapkan kitaran hidupnya tanpanya dan ia mempunyai peranan spesifik yang tidak boleh diganti; kriteria ini mentakrifkan makronutrien dan mikronutrien yang diperlukan oleh semua tumbuhan.

Pengangkutan aktif ion melalui membran

Sel akar menggunakan pam proton untuk memberi tenaga kepada membran, membolehkan pengangkut dan saluran mengambil ion mineral secara selektif, selalunya melawan kecerunan kepekatannya.

Mechanisms

H+-ATPase membran plasma mengepam proton keluar dari sel akar, mewujudkan kecerunan elektrokimia yang mendorong pengangkutan aktif sekunder ion nutrien melalui pembawa dan saluran spesifik. Nitrat dan ammonium diasimilasi melalui nitrat reduktase dan kitaran glutamin sintetase–glutamat sintase menjadi asid amino; banyak tumbuhan menambah pengambilan melalui kulat mikoriza atau, pada kekacang, simbiosis rizobia pengikat nitrogen yang mengurangkan N2 atmosfera kepada ammonia.

Clinical relevance

Nutrisi mineral ialah asas saintifik pembajaan dan pengurusan tanah; menyamai bekalan nutrien dengan permintaan tanaman meningkatkan hasil sambil mengehadkan larian dan eutrofikasi yang disebabkan oleh kehilangan nitrogen dan fosforus.

History

Teori mineral nutrisi Liebig pada abad kesembilan belas dan eksperimen hidroponik Sachs menetapkan bahawa tumbuhan memerlukan unsur tak organik spesifik, meletakkan asas bagi pembajaan saintifik dan kriteria unsur-esensial yang diperhalusi pada abad kedua puluh.

Key figures

• Justus von Liebig
• Julius von Sachs

Seminal works

• taiz2015
• buchanan2015

Frequently asked questions

Apakah perbezaan antara makronutrien dan mikronutrien?

Makronutrien seperti nitrogen, fosforus, kalium, kalsium, magnesium, dan sulfur diperlukan dalam jumlah yang agak besar, manakala mikronutrien seperti besi, zink, mangan, dan boron adalah penting tetapi hanya diperlukan dalam kuantiti surih.

Bagaimanakah kekacang memperoleh nitrogen?

Kekacang membentuk nodul akar yang menempatkan bakteria rizobia yang mengikat nitrogen atmosfera menjadi ammonia, membekalkan tumbuhan dengan nitrogen yang boleh digunakan sebagai pertukaran untuk karbohidrat.