Które pierwiastki są niezbędne do prawidłowego rozwoju roślin?

Składniki pokarmowe to pierwiastki mineralne oraz proste związki organiczne i nieorganiczne, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania rośliny. W przemianie materii u roślin spełniają one różne funkcje, zaś niedobór jednego ze składników wywołuje charakterystyczne objawy.

Niektóre pierwiastki występują w roślinach w ilościach bardzo dużych (tzw. makroskładniki), inne tylko w ilościach śladowych (tzw. mikroskładniki).

Sumę składników mineralnych pobranych przez rośliny w okresie ich życia, a rozmieszczonych w nadziemnych i podziemnych organach, nazywamy wymaganiami pokarmowymi. W zależności od rodzaju i gatunku rośliny są one bardzo różnorodne. Pewne ilości każdego składnika pokarmowego rośliny pobierają z samej gleby, natomiast brakujące ilości określone jako potrzeby nawozowe, należy pokryć przez zastosowanie do gleby nawozów. Gleby zawierają jednak różne ilości składników mineralnych, a ponadto poszczególne rośliny z tej samej gleby potrafią pobrać różne ilości składników. Na podstawie znajomości samych wymagań pokarmowych roślin trudno określić, ile i jakich składników pokarmowych trzeba dostarczyć roślinie, aby wydała odpowiedni plon ilościowy i jakościowy.

Potrzeby nawozowe roślin nie pokrywają się z ich wymaganiami pokarmowymi. Wymagania nawozowe roślin są przeważnie znacznie wyższe niż wymagania pokarmowe. Na pobieranie składników pokarmowych  gleby przez rośliny wpływa bowiem nie tylko gatunek gleby oraz ilość i jakość dostarczanych roślinie składników mineralnych, lecz także budowa systemu korzeniowego roślin. Im słabiej rozwinięty jest system korzeniowy, tym wyższe są wymagania roślin co do ilości składników mineralnych i wody. Tak więc potrzeby nawozowe roślin zależą od czynników takich jak wymagania pokarmowe, ilość przyswajalnych składników w glebie, zdolność roślin do pobierania składników w glebie czy wysokość plonów.

Ilość składników pokarmowych pobierana przez rośliny jest uzależniona od faz i okresów ich rozwoju. Rośliny młode pobierają z gleby więcej składników pokarmowych w stosunku do jednostki swej masy. Jest to ważne przy nawożeniu młodych roślin, gdzie używa się zwykle roztworów o mniejszym stężeniu. Stwierdzono ponadto, że warunki atmosferyczne wywierają wyraźny wpływ na pobieranie i przyswajanie przez rośliny składników pokarmowych. W okolicach o małej ilości odpadów w lecie i silnym nasłonecznieniu należy zaopatrywać rośliny ozdobne, a zwłaszcza róże i begonie, przede wszystkim w azot, w okolicach zaś o dużej ilości opadów letnich i małym nasłonecznieniu – w potas. Ten drugi przypadek jest charakterystyczny dla naszego kraju, stąd też nawożenie potasem ma duże znaczenie dla prawidłowego wzrostu i rozwoju roślin.

Poszczególne składniki pokarmowe roślin spełniają bardzo różną rolę i są niezbędne dla wzrostu i rozwoju roślin. Przy niedoborze lub nadmiarze któregokolwiek z tych składników, następuje nienormalny wzrost i rozwój roślin oraz zmniejszenie plonu.

Azot  jest podstawowym składnikiem białka i chlorofilu. Potrzebny jest roślinom w dużych ilościach. Przy dobrym zaopatrzeniu w azot rośliny rosną bujnie, mają duże i ciemnozielone liście, mogą asymilować dużo dwutlenku węgla. Dzięki temu składnikowi rośliny mają zwiększoną zawartość białka oraz dobre wypełnienie nasion.

Fosfor występuje w całej roślinie, lecz szczególnie dużo jego ilości gromadzą się w nasionach, gdzie stanowi on materiał energetyczny zużywany w procesie kiełkowania. Fosfor jest składnikiem DNA i RNA oraz fosfolipidów wchodzących w skład błony plazmatycznej. Stosunkowo dużo fosforu pobierają trawy, w których zawartość fosforu waha się w szerokich granicach 0,20-0,60% P₂O₅. Przy niedoborze fosforu plon może się nie obniżać przy dostatecznej ilości składników pokarmowych, a zwłaszcza azotu, lecz jego jakość może być znacznie gorsza, przy jednoczesnym opóźnieniu dojrzewania roślin.

Potas- jest składnikiem pokarmowym, który rośliny pobierają w znacznych ilościach. Odgrywa znaczącą rolę w regulacji stosunków wodnych w komórkach roślin. Ponadto steruje ruchem aparatów szparkowych. Zwiększa lub zmniejsza przepuszczalność błon oraz poprawia odporność roślin na czynniki stresowe. Szczególnie dużo potasu pobierają rośliny tworzące bulwy i cebule oraz produkujące dużo węglowodanów (cukrów, skrobi). Dobre zaopatrzenie roślin w potas skutecznie przeciwdziała wiotkości łodyg oraz zmniejsza niebezpieczeństwo wymarzania roślin. Stwierdzono także dodatni wpływ potasu na powstawanie związków białkowych w roślinie.

Wapń  pobudza w roślinie wzrost korzeni i stanowi budulec w błonach komórkowych. Jest ważnym składnikiem regulującym funkcje błony plazmatycznej. Ponadto tworzy związki z pektynami i wpływa na aktywność licznych enzymów. W komórkach wiąże szkodliwy dla rośliny kwas szczawiowy, tworząc szczawiany wapnia. Jest także wtórnym przekaźnikiem informacji w regulacji najważniejszych procesów metabolicznych w odpowiedzi na różne czynniki środowiskowe oraz hormonalne. Wapń wpływa regulująco na kwasowość podłoża. Znane jest także antagonistyczne działanie wapnia wobec potasu. W miarę zwiększania dawek wapnia roślina zmniejsza pobieranie potasu. Obfite zaopatrzenie rośliny w wapń zmniejsza intensywność pobierania wody prze korzenie, a wzmaga transpirację (pod tym względem wapń działa przeciwnie niż potas).

Siarka to ważny składnik pokarmowy rośliny, ponieważ wchodzi w skład aminokwasów (cysteiny, cystyny, metioniny), sulfolipidów, związków smakowych i zapachowych chrzanu, cebuli i czosnku. Odgrywa ona dużą rolę w procesach biochemicznych utleniania i redukcji.

Żelazo jest potrzebne roślinie w niewielkich ilościach, jednak żadnym innym składnikiem zastąpić go nie można. Pełni ono w roślinach funkcje katalizatora w tworzeniu się chlorofilu i w procesach przyswajania dwutlenku węgla. Wchodzi też w skład enzymów biorących udział w procesie oddychania.

Magnez  jest głównym składnikiem chlorofilu, zielonego barwnika roślin, niezbędnego do procesu fotosyntezy. Około 50% magnezu znajdującego się w liściach występuje w chloroplastach. Magnez spełnia jeszcze wiele innych funkcji w życiu roślin, np. wpływa na rozwój bakterii brodawkowych czy ogranicza przepuszczalność błon komórkowych. Zawartość jego w roślinie jest znacznie mniejsza niż fosforu czy potasu, mimo to dość często występuje niedobór magnezu, szczególnie na glebach kwaśnych.

Mangan to składnik pokarmowy, który wpływa na przemiany związków azotowych zachodzących w roślinie. Stosunek ilościowy manganu do żelaza w liściach wynosi 1:2. Mangan ma też duże znaczenie dla procesów utleniająco-redukcyjnych w roślinie.

Bor jako składnik pokarmowy jest niezbędny roślinom w okresie wzrostu, podczas kwitnienia i owocowania. Niedostatek boru wpływa ujemnie na wzrost, plon i zdrowotność roślin. Niedobór boru można poznać po zmianach w budowie anatomicznej roślin. Istnieje ścisła zależność między stężeniem boru w środowisku odżywczym  a jego zawartością w roślinach. Z doświadczeń wynika, że nawożenie borem zapobiega ujemnym skutkom nadmiaru wapnia w środowisku glebowym.

Cynk jest roślinie niezbędny do normalnego przebiegu syntezy białek. Wchodzi w strukturę błon komórkowych i rybosomów. Uczestniczy w transkrypcji informacji genetycznej.

Miedź podobnie jak żelazo, bierze udział w procesach oddychania roślin i działa dodatnio na powstawanie chlorofilu. Przez stosowanie miedzi zapobiega się występowaniu chorób u roślin, zwłaszcza na glebach torfowych. Ponadto miedź łagodzi ujemne działanie nadmiaru manganu.

Molibden bierze udział w przyswajaniu azotanów przez rośliny, a u roślin motylkowych wiążących azot atmosferyczny katalizuje ten proces. Podczas gdy mangan jest utleniaczem fizjologicznym, działanie fizjologiczne molibdenu jest redukujące.