CAPITOLUL 6NUTRIIA MINERAL LA PLANTE

PLAN:Importana nutriiei minerale. Compoziia chimic a cenuii.Metode de cercetare. Sistemul radicular - organ de absorbie i transport a elementelor minerale.

Rolul macroelementelor.Rolul microelementelor.

Mecanismul de absorbie i transport al ionilor.Solul - substrat pentru nutriieEcologia nutriiei minerale.

Srurile minerale n sol se gsesc sub form: - solubile n ap; - puin solubile, coninnd ioni de schimb; - insolubile.

!!! Plantele folosesc n special, srurile solubile din soluia solului sub form de anioni i cationi.MECANISMUL DE ABSORBIE I DE TRANSPORT AL IONILOR

Absorbia ionilor nu are loc n funcie de concentraia lor n soluia solului. De ex. ionii NO3- i H2PO4-, se gsesc n sol n concentraii mici, sunt absorbii de plante n concentraii mari, Cl-, Na+, Al3+, etc. se gsesc n sol n cantiti mari, dar se folosesc de plante n cantiti mici.Absorbia elementelor minerale - proces selectiv i autoreglabil Absorbia ionilor - are loc pe ntreg sistemul radicular (volum total de absorbie), mai activ se efectueaz la nivelul periorilor absorbani (volum activ de absorbie).??

Prima barier n calea de ptrundere a elementelor minerale n celul este peretele celular.

A doua barier n ptrunderea i transportul ionilor sunt membranele biologice.

PERETELE CELULAR are o structura fibrilar favoriznd ptrunderea ionilor n spaiile libere (apoplast) i se poate realiza prin:

DIFUZIE,SCHIMB DE IONI ADSORBIE

DIFUZIE - fenomen fizic, apare n cazul a dou substane puse n contact direct. Se folosete energia cinetic a moleculelor care crete odat cu temperatura i gradientul de concentraie al soluiei minerale. ?!! Ptrunderea ionilor se realizeaz prin spaiile libere dintre macro- i microfibrile.

SCHIMB DE IONI Schimbul de ioni se realizeaz datorit procesului de respiraie a radacinilor. Cationii de H+ sunt nlocuii cu cationi din soluia solului. Peretele celular are rolul de schimbtor de ioni. Datorit proteinelor ce conin att grupri carboxilice ct i aminice are loc acumularea cationilor i anionilor.

ADSORBIE2 tipuri de adsorbie:

mecanic folar (prin formarea chelailor). Adsorbia mecanic este realizat prin legturi foarte labile ntre adsorbit i peretele celular. Adsorbia folar este mai puternic i se realizeaz ntre ionii minerali (cationi/anioni) i substane organice cu grupare carboxilic (R-COOH) sau bazic (R-NH2).

Ptrunderea i transportul ionilor prin membranele biologice Se realizeaz prin mecanism activ i pasiv Prin difuzie snt transportate : substanele solubile n lipide - concepia liposulubilitii Overton 1895. moleculele cu diametrul mai mic dect diametrul porilor din membranele lipoproteice, concepia ultrafiltrului - Traube 1867.

DIFUZIE FACILITAT+?Difuzia facilitat este mediat de transportori specifici fr cheltuieli de energie.Caracteristici:asigur ptrunderea selectiv a ionilor;asigur o vitez mai mare de transport comparativ cu difuzia obinuit.Mecanisme de micare ale transportatorilor:-transporttori, care difundeaz;-transporttori, care alunec (pe pereii porilor din membran);-transpottori, care se rotesc n membran.

Potential de membran,gradient de H+.Celula acumuleaz anioni prin cotransport cu difuzia protonilor n direcia gradientului de concentraie.

GENERALIZARE Transportul ionilor prin membranele celulare are loc prin intermediul proteinelor transportatoare specifice i realizarea coordonat a proceselor active i pasive.Activitatea coordonat a pompelor protonice i a proteinelor transportoare determin apariia potenialului de membran (interior foarte negaiv i pozitiv n exterior) care poate fi msurat cu microelectrozi. Majoritatea celulelor vegetale menin PM cel puin de 120 mV.

Ionii care ptrund prin plasmalem se acumuleaz i se leag n citoplasm i numai surplusul lor ptrund n vacuole. Pentru a patrunde n vacuole, ionii trebuie s mai strbat o barier tonoplastul care este mai putin permeabil comparativ cu plasmalema.

Substanele ptrunse n vacuole determin proprietile osmotice ale celulei.

!!! ntre coninutul ionilor n soluia extern i sucul vacuolar nu este i nu poate exista un echilibru.

Transportul ionilor srurilor minerale n corpul plantelor1. Absorbia (la nivelul zonei absorbante) i transportul (radial i xilemic) ionilor se efectueaz pe aceleai ci ca i apa, ns cu o vitez mai mic. Transportul radial are loc prin simplast i apoplast.

Transportul sevei brute (soluie diluat ce conine ioni, subst.organice) are loc prin xilemd- 0,04-0,08 mm

Transportul prin floem poate avea loc n dou direcii contrar opuse: ascendent - substanele organice formate n frunze, migreaz spre punctul de cretere, frunze i flori, fructe i descendent spre rdcin, pentru rezervare i nmagazinare. Transportul pe distane mari a substanelor organice are loc prin floem. Prin floem, cu curentul descendent, are loc migrarea substanelor nutritive sub form de elemente minerale i compui organici.

???Transportul la nivel de esut, organ, organismTransportul la nivelul membranelorLow H+ concentration

SOLUL SUBSTRAT PENTRU NUTRIA PLANTELOR Solul se caracterizeaz prin: compoziie chimic, pH, structur, etc. Soluia solului - soluie fiziologic echilibrat, n care se manifest antagonismul ionilor diminuarea aciunilor negative a unor ioni de ctre ali ioni.

n dependen de pH-ul solului (pH 5-8), are loc absorbia selectiv a ionilor.

Anionii se absorb la pH-ul slab acid, iar cationii la pH-ul slab bazic.

La pH-ul optim se absorb cu aceeai intensitate anionii i cationi monovaleni

Sruri Fiziologice: neutre, acide, bazice i. NH4(NO3) NH4++NO3- Viteza de absorbie a cationilor este mai mare dect a anionilor - anionii aciduleaz solul, - sruri fiziologic acide.

(NH)2SO4 2NH4++SO42-

Dac n soluia solului se acumuleaz cationi, se alcalinizeaz solul - sruri fiziologic bazice. Ca(NO3)2 Ca2+++2NO3-

Copyright 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings

Copyright 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings

Copyright 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings

Sugar

Copyright 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings

Sugar Usually, phloem loading requires active transportProton pumping and cotransport of sucrose and H+ accumulates sucrose in cells

2 faze n procesul de absorbie:- faza rapid de absorbie i desorbie i- faza lent de absorbie i desorbie.

Faza rapid - ptrunderea i ieirea ionilor la nivelul peretelui celular.

Faza lent, - ptrunderea ionilor la nivelul plasmalemei.

!!! Permeabilitatea substanelor organice i minerale prin membrane plasmatice este n funcie de compoziia dinamic a acestora n lipide i proteine.

Cnd n membrana plasmatic predomin lipide, permeabilitatea este mai mare pentru substanele organice, cnd predomin proteine, permeabilitatea este mai mare pentru ap i ionii minerali.

Copyright 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings

n dependen de procentul elementelor n cenu, acestea pot fi repartizate n 3 clase: