Značaj elemenata

Značaj elemenata u životnim procesima biljaka
Prema količini u kojoj se nalaze u biljkama, hemijski elementi se dele na:

- makroelemente (azot, sumpor, fosfor, kalijum, kalcijum, magnezijum, a po nekim autorima i gvožđe)
- mikroelemente (gvožđe, cink, bakar, mangan, bor, molibden...)

Ima još mnogo elemenata koje biljke koriste, ali su oni zastupljeni u veoma malim koncentracijama, i najčešće su biljke dobro snabdevene njima.

Podela na makro- i mikroelemente je samo uslovna, što znači da mikroelementi nisu ništa manje bitni od makroelemenata, što će se videti u daljem tekstu.

M A K R O E L E M E N T I

AZOT (N)

Uloga: Ulazi u sastav mnogih jedinjenja važnih za životne procese: proteini, nukleinske kiseline, nukleotidi, hlorofil i dr. Utiče na rastenje i razviće biljke, životni vek, na usvajanje pojedinih jona (nitratni oblik podstiče nakupljanje katjona – K, Ca, Mg, Na, a amonijačni anjona – P, Cl, S), otpornost biljaka (pri većoj koncentraciji azota, otpornost opada). Jednom rečju, u biljkama ne postoji proces na koji N, posredno ili neposredno, ne utiče.

Usvajanje: Usvaja se u obliku nitratnog (NO3-) i amonijum jona (NH4+), pri čemu se za usvajanje nitratnog oblika troši energija za prevođenje (redukciju) u amonijačni oblik. Ovaj proces se dešava u korenu ili listu, i katališu ga enzimi. Amonijum jon se usvaja u baznoj sredini, a u kiseloj u obliku amonijaka. Antagonizam (pojava kada prisustvo jednog elementa negativno utiče na usvajanje drugog) pri usvajanju NH4+ jona se javlja u većem prisustvu K+ jona, a kod usvajanja NO3- jona, antagonist može da bude hlor. Pri djubrenju, sa aspekta biljke, se uvek pre preporučuje unošenje amonijum jona, ali ovde treba biti oprezan, i uzeti u obzir i ostale faktore, pre svega pH.

Deficit: Pri nedostatku azota, rastenje svih delova biljaka je smanjeno. Koren se izdužuje, ubrzava se starenje ćelija i tkiva. Simptomi se uočavaju prvo na najstarijim listovima. Usled smanjene sinteze hlorofila, oni postaju svetlo-zeleni, kasnije zeleno-žuti i na kraju se suše.

Suficit:  Ponekad se teško uočava. Podstiče rastenje vegetativnih organa (list, stablo) usled čega su biljke suviše bujne. Listovi su tamnozeleni, širi, duži, sočniji, ali i mekši i osetljiviji na povrede i bolesti. Koren postaje kraći i deblji. Suvišak amonijaka izaziva hlorozu i nekrozu, a kasnije i potpuno sušenje organa i biljke.

SUMPOR (S)

Uloga: Višestruka: strukturalna (ulazi u sastav proteina, lipida, energetskih jedinjenja i dr.) i katalitička (ulazi u sastav nekih enzima o koenzima, učestvuje u održavanju oksido-redukcione ravnoteže u ćelijama, održava ravnotežu sume anjona i katjona, formiranje osmotskog potencijala ćelije, učestvuje u fotosintezi, rastu i razviću biljke)

Usvajanje: Usvaja se u obliku sulfatnog jona (SO4-) ili u obliku SO2. Antagonist mu je SeO42-.

Deficit: Sličnost sa nedostatkom azota. Simptomi se uočavaju prvo na najmlađem lišću (za razliku od azota, kod koga se javljaju prvo na najstarijim listovima!!!). Usporava se rast, lišće postaje žuto-zeleno, stablo je kraće i tanje, a koren postaje duži.

Suficit: Retko se javlja, a posledice su najčešće indirektne, preko nastanka H2S, koji je u većim koncentracija veoma toksičan za biljke. Javljaju se nekrotične (braon-žute) pege na lišću                                                                
                   
.
FOSFOR (P)

Uloga: Fosfor učestvuje u nizu procesa u biljci: fotosintezi, disanju, hemijskim reakcijama (sinteza skroba i transport ugljenih hidrata i produkata fotosinteze). Ulazi u sastav vrlo bitnih energetskih jedinjenja u kojima se akumulira energija (ATP, Co-A, UDP, PAL, NAD, NADP), fitina, nukleinskih kiselina, koenzima, fosfolipida (koji izgrađuju ćelijsku membranu). Povoljno utiče na otpornost biljaka i usvajanje pojedinih jona.

Usvajanje:  Biljke fosfor usvajaju samo u oksidovanom obliku, u vidu jona ortofosforne kiseline (H3PO4). Ova kiselina u vodi disosuje gradeći H2PO4-, HPO42- i PO43- jone. Mogu da iskorišćavaju fosfor i iz soli metafosforne (HPO3) i pirofosforne (H4P2O7) kiseline, kao i iz polifosfata, ali tek posle hidrolize. Od organskih jedinjenja, biljke mogu da usvajaju fosfor iz fosforil-tri-amida, cikličnih amida i dr.

Deficit: Prvi vidljivi znak je prestanak rasta. U početku, listovi imaju tamnozelenu boju (hiperhlorofiliranje – povećanje udela hlorofila u listu). Kasnije, listovi dobijaju crvenkastu, crvenoljubičastu ili tamnopurpurnu nijansu. Simptomi se prvo javljaju na najstarijim listovima. Na kraju listovi nekrotiraju i odumiru.
 
Suficit: Smanjenje porasta biljke, na listovima se javljaju tamnomrke pege koje se šire ka bazalnom delu. Veličina listova se smanjuje, a stablo postaje kraće. Suficit se inače retko javlja, a može da se odrazi i na usvajanje Fe, Zn, Mn, Cu, B.

KALIJUM (K)

Uloga: Kalijum nije gradivni element, tj. ne ulazi u sastav organskih jedinjenja ni enzima. Njegov značaj se ogleda u njegovoj velikoj pokretljivosti u biljci. Utiče na promene osmotskog pritiska, otvaranje stoma, sintezu ATP-a, celuloze, hemiceluloze, na fotosintezu (pozitivno utiče na ugrađivanje CO2 u fotosintezi), usvajanje nitrata, otpornost biljke i mnoge druge vitalne procese u biljci.

Usvajanje: Smatra se da biljke samo azot brže usvajaju od kalijuma. Naročito se usvaja u početnim fazama rasta. Biljke usvajaju K u vidu jona metala (K+). Čest je antagonizam izmedju kalijuma i NH4+, Mg, Ca, Na, B, pa se mora voditi računa o koncentraciji tih elemenata u vodi.

Deficit: Rastenje biljke je usporeno, kasnije potpuno prestaje. Simptomi se prvo primećuju na starijim listovima, u vidu nekroze (žuto mrke pege) na vrhu lista i duž ivica. Nekroza se kasnije širi ka sredini lista, a rub lista se savija na dole. Stablo postaje tanje, poleže. Koren ostaje kratak, slabo se grana.

Suficit: Retko se javlja jer su biljke otporne na veće koncentracije kalijuma. Suficit može da dovede do nedostatka Ca i Mg, a takođe i B, Mn, Zn, usled antagonizma ovih elemenata.

KALCIJUM (Ca)

Uloga: Igra važnu ulogu u održavanju strukture i funkcije ćelijskih membrana (učestvuje u sintezi proteina i fosfolipida). Aktivira pojedine enzime, povećava stabilnost citoplazme ćelije, neutrališe pojedine kiseline koje nastaju u metabolizmu, održava ravnotežu anjona i katjona, učestvuje u pokretima biljaka...

Usvajanje: Usvaja se u obliku Ca2+ jona. Antagonisti pri usvajanju su Mg, K, NH4+, Na, kao i teški metali.

Deficit: Simptomi se prvo javljaju na najmlađim organima. Biljka poprima žbunast izgled i posustaje u rastu. Uočavaju se znaci hloroze i nekroze, od vrha i ivice ka sredini lista. List počinje da se uvija i vene. Retko se može desiti da nedostaje kalcijum u akvarijumu.

Suficit: Nije poznat.

MAGNEZIJUM (Mg)

Uloga: Najvažnija uloga magnezijuma je u izgradnji hlorofila. Svaki molekul hlorofila sadrži po jedan atom Mg, sto predstavlja 2,7% mase molekula. Medjutim, Mg  je značajan i kao aktivator enzima, on učestvuje procesima vezivanja energije (sinteze energetskih jedinjenja – ATP-a i dr.). Utiče i na metabolizam azota, transport ugljenih hidrata u biljci, a ulazi i u sastav pojedinih ćelijskih organela (ribozoma).

Usvajanje: Usvaja se , slično kalcijumu, u vidu Mg2+ jona. Antagonisti pri usvajanju su Ca, Mn, NH4+, K i H+.

Deficit: Simptomi se javljaju prvo  na  najstarijim listovima,  ali  mogu da se jave istovremeno i na mladim. Pri nedostatku Mg razgrađuju se molekuli hlorofila, pa se javlja hloroza, i to prvo između lisnih nerava. Usporava se rast biljke.

Suficit: Ne javlja se, a ako se javi može da izazove antagonizam pri usvajanju Ca i K.



M I K R O E L E M E N T I

Napomena: Ukoliko koristite neku od organskih podloga u akvarijumu, najverovatnije nećete imati problema sa nedostatkom mikroelemenata.

GVOŽĐE (Fe)

Uloga: Gvožđe spada u polivalente elemente, što omogućava njegovu veliku metaboličku aktivnost. Takođe, ima sposobnost stvaranja helatnih kompleksa (složenih organskih jedinjenja sa metalima). Gvožđe učestvuje u biosintezi hlorofila, fotosintezi, disanju, redukciji nitrata, metabolizmu ugljenih hidrata, na taj način što ulazi u sastav brojnih enzima – biokatalizatora. Fiziološki je aktivan samo u Fe2+ obliku, dok prelaskom u Fe3+ oblik gubi to svojstvo.

Usvajanje: Biljke mogu da usvajaju gvožđe kao fero jon (Fe2+), feri jon (Fe3+) i u vidu Fe-helata. Usvajanje Fe3+ jona uslovljeno je njegovom prethodnom redukcijom u Fe2+ oblik. Na usvajanje gvožđa utiče veliki broj činilaca spoljašnje sredine: visoka pH, velika koncentracija fosfata i Ca smanjuju njegovo usvajanje. U slučaju visoke pH i dobre aeracije, dolazi do oksidacije Fe2+ u Fe3+ i taloženja Fe(III) soli. Ishrana nitratima smanjuje, a NH4+ povećava usvajanje gvožđa.

Deficit: Javlja se najčešće u alkalnoj sredini, tvrđoj vodi i u prisustvu gline. Uzroci deficita mogu biti mnogobrojni (veća količina fosfata i organske materije, prisustvo veće koncentracije HCO3- jona, nakupljanje H2S i dr.). Simptomi se javljaju prvo na najmlađem lišću. Na početku, delovi između nerava postaju svetlo zeleni do zeleno-žuti, a kasnije poprimaju limun-žutu boju, pa čak i belu. Vrhovi mladih listova počinju da se suše. Pri jačem nedostatku gvožđa, mogu da izumru svi listovi.

 Suficit: Retko se javlja, a simptomi su prestanak porasta svih organa, listovi postaju plavo-zeleni, koren postaje mrk. Suficit gvožđa često prati deficit P i Mn.

CINK (Zn)

Uloga: Cink ima veoma važnu ulogu u prometu materija jer ulazi u sastav mnogih enzima, u kojima ima tri funkcije:katalitičku, kokatalitičku i strukturnu. Neophodan je za stabilnost molekula DNK i RNK. Igra važnu ulogu i u metabolizmu auksina (hormona rasta), fosfornih jedinjenja, ugljenih hidrata i proteina.

Usvajanje: Biljke ga pretežno usvajaju u obliku dvovalentnog katjona (Zn2+), a pretpostavlja se da se u alkalnoj sredini usvaja u obliku monovalentnog katjona (ZnOH+). Antagonisti pri usvajanju su Fe, Cu, Mn. U prisustvu veće količine fosfata ili HCO3- jona, Zn može preći u nepristupačne oblike.
                                                                                                              
Deficit: Simptomi su često nejednaki i različiti, ali su najčešći sitnolisnost i pegavost. Usled nedostatka auksina, listovi mostaju mali, uski. Na njima se javljaju razne deformacije, hloroza i nekroza. Deficit smanjuje intenzitet fotosinteze.

MANGAN (Mn)

Uloga: Uloga Mn u životnim procesima se zasniva na njegovom visokom redoks-potencijalu i mogućnosti promene valentnosti, zbog čega je Mn značajan regulator oksido-redukcionih procesa biljaka. Značajan je u aktivaciji enzima i u fotosintezi (redukcija CO2).

Usvajanje:  Usvaja se u obliku Mn2+ jonai Mn-helata. Antagonizam se javlja sa Fe, Mg, Ca.

Deficit: Simptomi se ne uočavaju na najmlađim listovima, nego na mladim i srednje starim. Javlja se hloroza u internervalnom delu, kasnije i nekroza, smanjuje se intenzitet fotosinteze, lisna površina, usporen je rast cele biljke.          
                                                                                                             
BAKAR (Cu)

Uloga: Ulogu bakra u životnim procesima određuje njegova sposobnost promene valentnosti, velika atomska masa, mali jonski prečnik i sklonost stvaranju stabilnih kompleksa. Ima izrazit afinitet prema nekim strukturama proteina (neki vrlo važni enzimski sistemi u svojoj građi imaju bakar).

Usvajanje: Usvaja se u malim količinama, u vidu Cu2+ jona i Cu-helata. Brže se usvaja u vidu helata. Antagonizam se javlja sa Fe, Mn, Zn. Visoka koncentracija Cu može da izazove Fe-hlorozu.

Deficit: Simptomi se javljaju na najmlađem lišću i vršnom delu biljke koji raste (vegetaciona kupa). Javlja se hloroza, nekroza, odumiranje vegetacione kupe, smanjenje porasta i na kraju odumiranje. Tipični znaci su venjenje, uvijanje listova, odumiranje najmlađih listova.


BOR (B)

Uloga: Boru se pripisuje uloga u transportu šećera, lignifikaciji i obrazovanju strukture ćelijskog zida, metabolizmu ugljenih hidrata, RNK i auksina. U slučaju njegovog nedostatka smanjuje se sadržaj DNK i RNK.
Bor utiče i na usvajanje nekih jona, rastenje, disanje.

Usvajanje: Mehanizam usvajanja bora još nije definitivno utvrđen. Pretpostavlja se da ga biljka usvaja u vidu borne kiseline (H3BO3).

Deficit: Simptomi se javljaju na najmlađim listovima i vegetacionoj kupi. Na listovima se javljaju hlorotične pege, smanjeno je izduživanje, pa listovi i stablo postaju deblji, bočni korenovi se enormno povećavaju.


MOLIBDEN (Mo)

Uloga: Molibden ima strukturnu i katalitičku ulogu – ulazi u sastav nekih enzima i direktno je uključen u oksido-redukcione procese . Usko je povezan sa metabolizmom azota.

Usvajanje: Usvaja se u vidu MoO42-. Usvajanje je intenzivnije u prisustvu fosfata i nitrata.

Deficit: Morfološke promene kod deficita zavise od mnogo faktora (stepena i dužine trajanja nedostatka, starosti i vrste biljke itd.). Uočava se manje ili više patuljast rast, skraćenje stabla, a kod jačeg nedostatka i nektoza.

Napomena:

Ovaj tekst ima za cilj da Vam prezentuje, pre svega, važnost elemenata u životu biljaka.
Nedostaci elemenata se relativno teško utvrđuju, i za to je potrebno iskusno oko, pogotovo ako se ima u vidu da razni poremećaji i bolesti biljaka daju slične simptome. Problemi sa nedostatkom nekog od elemenata neće se javiti u akvarijumima u kojima se ne koristi jako osvetljenje, ubacivanje CO2, i u kojima se u podlogu dodaje neka organska komponenta. Problemi se mogu javiti kod „intenzivnog“ gajenja akvarijumskih biljaka, uz jako osvetljenje, dodavanje velike količine CO2 i mineralnih djubriva. Zbog toga se mora voditi računa da se prilikom dodavanja mineralnih đubriva dodaju svi gore navedeni elementi, ali to je priča za neku drugu temu.