Nutrienti delle Piante
Finora, sedici elementi sono stati riconosciuti come essenziali per la crescita e lo sviluppo delle piante superiori. Gli elementi minerali nutrienti svolgono ruoli fondamentali che possono essere ampiamente suddivisi nei seguenti gruppi:
1.Costituiscono le strutture cellulari e i metaboliti cellulari.
2.Sono coinvolti nelle relazioni osmotiche cellulari e nei processi legati al turgore.
3.Sono coinvolti nelle reazioni di trasferimento energetico.
4.Sono coinvolti nelle reazioni catalizzate dagli enzimi.
5.Sono essenziali nel processo riproduttivo delle piante.
Requisiti Nutrizionali delle Piante
Secondo i requisiti nutrizionali delle piante, i nutrienti sono suddivisi in Macronutrienti e Micronutrienti.
I nutrienti minerali necessari per le piante in concentrazioni superiori a una parte per milione (ppm) o 1–150 g per kg di materia secca della pianta sono conosciuti come macronutrienti (C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S), mentre quelli necessari in concentrazioni inferiori a 1 ppm sono micronutrienti o 0,1–100 mg per kg di materia secca della pianta (Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, B e Cl).
Questa classificazione varia in base ai gruppi e alle specie di piante.
Azoto (N)
Dopo carbonio, idrogeno e ossigeno, l’azoto gioca un ruolo cruciale come componente strutturale principale delle piante. Svolge un ruolo strutturale insieme al carbonio, idrogeno, fosforo e zolfo. Viene utilizzato per produrre composti azotati vegetali come proteine, nucleotidi, porfirine e alcaloidi. La riduzione dell’azoto a ammonio (NH4) è essenziale per la sua incorporazione in composti organici per svolgere varie funzioni metaboliche. Questo processo coinvolge la riduttasi del nitrato, che riduce NO3 a NO2, e la successiva riduzione di NO2 a NH4 tramite la nitrito-reduttasi. Gli amminoacidi, i peptidi, gli amidi, gli ureidi, e gli ammine sono composti organici azotati a basso peso molecolare. I composti organici azotati macromolecolari includono proteine, acidi nucleici, coenzimi e prodotti secondari; membrane.
Fosforo (P)
Il fosforo ha una funzione strutturale come costituente delle biomembrane e dei nucleotidi. È un costituente significativo dei lipidi delle membrane vegetali, che si trovano sotto forma di fosfolipidi, ad esempio la fosfatidilcolina. I fosfolipidi formano le barriere idrofobiche centrali della membrana cellulare.
Potassio (K)
Il potassio è assorbito in elevata quantità dalle piante grazie all’alta permeabilità delle membrane cellulari al K+. È caratterizzato da una grande mobilità all’interno dell’intera pianta, ed è traslocato verso i tessuti più giovani. Inoltre, il potassio gioca un ruolo significativo nella tolleranza della pianta a diversi stress biotici e abiotici, inclusi patogeni, deficit idrico, stress osmotico e termico. Nei cereali, il potassio è noto per fornire vigore meccanico alla paglia. Il potassio aumenta anche la resistenza della pianta ai funghi patogeni, nematodi e altri microrganismi.
Zolfo (S)
Lo zolfo viene assorbito dalle piante principalmente dal suolo sotto forma di solfato (SO42-) e quindi assimilato in numerosi composti organici. Il solfato viene immediatamente integrato in solfolipidi, polisaccaridi, glucosinolati e alcune fitoalessine. Lo zolfo protegge l’accumulo tossico di metalli pesanti mediante fitochelatine. Lo zolfo si lega al ferro per produrre cluster ferro-zolfo (Fe-S) che costituiscono una parte integrante di numerose proteine contenenti ferro.
Calcio (Ca)
Il calcio si trova nei tessuti vegetali sotto forma di Ca2+, carbonato di calcio, fosfato di calcio e ossalato di calcio. L’assorbimento di Ca2+ è molto lento, poiché viene assorbito solo dalle giovani punte delle radici. L’assorbimento è un processo passivo e viene inibito dalla presenza di K+ e NH4+. Il calcio lavora come componente strutturale delle pareti cellulari grazie alla sua alta concentrazione nelle pareti cellulari (apoplasma). Il calcio svolge un ruolo significativo nell’estensione cellulare. La crescita delle radici è soppressa dalla carenza di calcio. Lo sviluppo e la direzione del tubo pollinico sono controllati da un gradiente extracellulare di calcio. Il calcio si trova in quantità molto piccole nel citoplasma, il che è importante perché il calcio inibisce gli enzimi nel citoplasma e nei cloroplasti.
Magnesio (Mg)
Nonostante sia abbondante nella soluzione del suolo, il magnesio (Mg2+) viene assorbito dalle piante in concentrazioni decisamente inferiori rispetto agli altri micronutrienti cationici. Questo è possibile a causa della forte competizione tra cationi nell’assorbimento e della mancanza di trasportatori di magnesio nel plasmalemma. Diversi enzimi sono attivati dal magnesio. Un ruolo importante del magnesio riguarda il carico e lo scarico di saccarosio nel floema. Le piante carenti di magnesio mostrano un aumento dell’accumulo di zuccheri nelle foglie.
