34.18: Key Elements for Plant Nutrition
34.18: Belangrijke elementen voor plantenvoeding
Like all living organisms, plants require organic and inorganic nutrients to survive, reproduce, grow and maintain homeostasis. To identify nutrients that are essential for plant functioning, researchers have leveraged a technique called hydroponics. In hydroponic culture systems, plants are grown—without soil—in water-based solutions containing nutrients. At least 17 nutrients have been identified as essential elements required by plants. Plants acquire these elements from the atmosphere, the soil in which they are rooted, and water.
Nine of these essential nutrients—collectively called macronutrients—are needed by plants in more significant amounts. The macronutrients include carbon, oxygen, hydrogen, nitrogen, phosphorus, sulfur, calcium, magnesium, and potassium. Critical plant compounds, such as water, proteins, nucleic acids, and carbohydrates, contain macronutrients. Macronutrients also regulate cellular processes. For example, potassium regulates the opening and closing of stomata for gas exchange.
Plants need micronutrients in smaller amounts. These include chlorine, iron, manganese, boron, zinc, copper, nickel, and molybdenum. Many micronutrients function as cofactors, which enable the activity of enzymes. Therefore, without micronutrients, plants are unable to perform critical functions.
A plant experiencing an essential nutrient deficiency may display symptoms, such as drying and yellowing leaves. Old and young leaves are susceptible to distinct nutrient deficiencies. For example, the younger leaves of a plant are often more affected by iron deficiency than the older leaves.
The effective treatment of nutrient deficiencies in plants is an integral part of agricultural and environmental practices. For example, optical sensors are used to measure the nitrogen content in soil. Nitrogen is critical for plants, but the excessive use of nitrogen-containing fertilizers (i.e., maintaining soil nitrogen levels that exceed what the plants can absorb) negatively influences ecosystem function and may contribute to global warming.
Zoals alle levende organismen hebben planten organische en anorganische voedingsstoffen nodig om te overleven, zich voort te planten, te groeien en de homeostase te behouden. Om voedingsstoffen te identificeren die essentieel zijn voor het functioneren van planten, hebben onderzoekers een techniek gebruikt die hydrocultuur wordt genoemd. In hydrocultuursystemen worden planten gekweekt - zonder aarde - in oplossingen op waterbasis die voedingsstoffen bevatten. Ten minste 17 voedingsstoffen zijn geïdentificeerd als essentiële elementen die planten nodig hebben. Planten halen deze elementen uit de atmosfeer, de grond waarin ze geworteld zijn en water.
Negen van deze essentiële voedingsstoffen - gezamenlijk macronutriënten genoemd - zijn door planten in grotere hoeveelheden nodig. De macronutriënten omvatten koolstof, zuurstof, waterstof, stikstof, fosfor, zwavel, calcium, magnesium en kalium. Kritische plantaardige stoffen, zoals water, eiwitten, nucleïnezuren en koolhydraten, bevatten macronutriënten. Macronutriënten reguleren ook cellulaire processen. Bijvoorbeeld kaliumregulates het openen en sluiten van huidmondjes voor gasuitwisseling.
Planten hebben micronutriënten in kleinere hoeveelheden nodig. Deze omvatten chloor, ijzer, mangaan, boor, zink, koper, nikkel en molybdeen. Veel micronutriënten werken als cofactoren die de activiteit van enzymen mogelijk maken. Daarom kunnen planten zonder micronutriënten geen kritieke functies uitvoeren.
Een plant met een tekort aan essentiële voedingsstoffen kan symptomen vertonen, zoals uitdroging en vergeling van bladeren. Oude en jonge bladeren zijn vatbaar voor duidelijke tekorten aan voedingsstoffen. Zo hebben de jongere bladeren van een plant vaak meer last van ijzertekort dan de oudere bladeren.
De effectieve behandeling van tekorten aan voedingsstoffen in planten is een integraal onderdeel van landbouw- en milieupraktijken. Zo worden optische sensoren gebruikt om het stikstofgehalte in de bodem te meten. Stikstof is van cruciaal belang voor planten, maar het overmatige gebruik van stikstofhoudende meststoffen (dwz het handhaven van stikstof in de bodem levels die groter zijn dan wat de planten kunnen absorberen) hebben een negatieve invloed op de ecosysteemfunctie en kunnen bijdragen aan de opwarming van de aarde.
