Cerințe nutriționale ale plantelor - Compoziția chimică a plantelor

Figura 31.1 Pentru ca acest răsad de dovleac (Cucurbita maxima) să se dezvolte într-o plantă matură cu (b) fructe, trebuie îndeplinite numeroase cerințe nutriționale.

Cucurbitaceae este o familie de plante cultivată pentru prima dată în Mesoamerica, deși mai multe specii sunt originare din America de Nord. Familia include multe specii comestibile, cum ar fi dovlecelul și dovleacul, precum și tărtăcuțele necomestibile. Pentru a crește și a se dezvolta în plante mature, fructifere, trebuie îndeplinite multe cerințe și evenimentele trebuie coordonate. Semințele trebuie să germineze în condiții potrivite în sol; prin urmare, temperatura, umiditatea și calitatea solului sunt factori importanți care joacă un rol în germinare și dezvoltarea răsadurilor. Calitatea solului și clima sunt importante pentru distribuția și creșterea plantelor. Răsadul tânăr va crește în cele din urmă într-o plantă matură, iar rădăcinile vor absorbi substanțele nutritive și apa din sol. În același timp, părțile supraterane ale plantei vor absorbi dioxidul de carbon din atmosferă și vor folosi energia din lumina soarelui pentru a produce compuși organici prin fotosinteză. Acest capitol va explora dinamica complexă dintre plante și soluri, precum și adaptările pe care plantele le-au evoluat pentru a utiliza mai bine resursele nutriționale.

Plantele sunt organisme unice care pot absorbi substanțele nutritive și apa prin sistemul lor radicular, precum și dioxidul de carbon din atmosferă. Calitatea solului și clima sunt determinanții majori ai distribuției și creșterii plantelor. Combinația de nutrienți din sol, apă și dioxid de carbon, împreună cu lumina soarelui, permite plantelor să crească.

Compoziția chimică a plantelor

Deoarece plantele necesită nutrienți sub formă de elemente precum carbonul și potasiul, este important să înțelegem compoziția chimică a plantelor. Majoritatea volumului dintr-o celulă vegetală este apă; care cuprinde de obicei 80 până la 90 la sută din greutatea totală a plantei. Solul este sursa de apă pentru plantele terestre și poate fi o sursă abundentă de apă, chiar dacă pare uscată. Rădăcinile plantelor absorb apa din sol prin porii rădăcinii și o transportă până la frunze prin xilem. Pe măsură ce vaporii de apă se pierd din frunze, procesul de transpirație și polaritatea moleculelor de apă (care le permite să formeze legături de hidrogen) atrage mai multă apă de la rădăcini în sus prin plantă către frunze (Figura 31.2). Plantele au nevoie de apă pentru a susține structura celulară, pentru funcțiile metabolice, pentru a transporta nutrienți și pentru fotosinteză.

Figura 31.2 Apa este absorbită prin porii rădăcinii și se deplasează în sus în xilem până la frunze.

Celulele vegetale au nevoie de substanțe esențiale, numite colectiv nutrienți, pentru a susține viața. Nutrienții pentru plante pot fi alcătuiți fie din compuși organici, fie anorganici. Un compus organic este un compus chimic care conține carbon, cum ar fi carbohidrați, lipide, proteine și acizi nucleici, și este produs de un organism viu. Carbonul care a fost obținut din CO₂ atmosferic este încorporat în molecule organice de către plante și, ca atare, compune cea mai mare parte a masei uscate din majoritatea plantelor. Un compus anorganic nu conține carbon (cu excepția CO₂) și nu face parte sau nu este produs de un organism viu. Substanțele anorganice, care formează cea mai mare parte a soluției din sol, sunt denumite în mod obișnuit minerale: cele necesare plantelor includ azotul (N) și potasiul (K) pentru structură și reglare.