Back to chapter

34.18:

Belangrijke elementen voor plantenvoeding

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Key Elements for Plant Nutrition

Languages

Share

Als een huisplant jarenlang niet is verpot of bemest, vind je wellicht tekenen van stress zoals vergeling van bladeren. Zoals alles wat leeft hebben planten nutriënten nodig voor de voortplanting, fotosynthese en homeostase. Welke nutriënten hebben planten nodig? Gezonde planten hebben organische verbindingen nodig op koolstofbasis en anorganische nutriënten, vaak mineralen genoemd. Er zijn ongeveer 17 nutriënten die alle biochemische behoeften van de plant ondersteunen. Deze elementen zijn essentiële nutriënten; geen andere elementen kunnen essentiële elementen vervangen en zonder deze kan een plant zijn levenscyclus niet voltooien. Onder essentiële nutriënten vallen koolstof, waterstof en zuurstof, die uit de atmosfeer en uit water gehaald worden. De meeste planten vergaren alle andere essentiële nutriënten uit de bodem waar ze in staan. De twee groepen essentiële nutriënten zijn macronutriënten en micronutriënten. Macronutriënten zijn koolstof, waterstof, zuurstof, stikstof, fosfor, kalium, calcium, magnesium en zwavel. Planten hebben relatief veel van deze elementen nodig. Ongeveer 45 procent van de droge stof van planten is koolstof, een belangrijk bestanddeel van eiwitten, nucleïnezuren en koolhydraten. Stikstof is ook een belangrijk bestanddeel van nucleïnezuren, eiwitten en het fotosynthetische pigment chlorofyl. Kalium is belangrijk voor de regulatie van de gaswisseling, een belangrijk proces bij de fotosynthese. Essentiële plantnutriënten die in mindere mate nodig zijn heten micronutriënten; de micronutriënten chloor, ijzer, mangaan, boor, zink, koper, nikkel en molybdeen zijn nodig voor het functioneren van de plant. Sommige micronutriënten doen dienst als cofactoren, substanties die enzymen helpen goed te werken. Zo is ijzer een cofactor voor enzymen in de mitochondriën en chloroplasten. Als een plant te weinig heeft van een essentieel nutriënt vertoont het symptomen zoals chlorose of gele bladeren. Het precieze nutriëntgebrek kan vaak worden bepaald door onderzoek van de plant en de nutriënten in de bodem. Al zijn essentiële nutriënten slechts een klein deel van de massa van de plant, zijn ze cruciaal voor de groei en de homeostase.

34.18:

Belangrijke elementen voor plantenvoeding

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, gebruiken onderzoekers een techniek die hydrocultuur wordt genoemd. In hydrocultuursystemen worden planten zonder aarde gekweekt in op water gebasseerde oplossingen die voedingsstoffen bevatten. Ten minste 17 voedingsstoffen zijn als essentiële elementen geïdentificeerd 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. Essentiële plantaardige verbindingen, zoals water, eiwitten, nucleïnezuren en koolhydraten, bevatten macronutriënten. Macronutriënten reguleren ook cellulaire processen. Kalium reguleert bijvoorbeeld 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 essentiële functies uitvoeren.

Een plant met een tekort aan essentiële voedingsstoffen kan symptomen, zoals uitdroging en vergeling van bladeren, vertonen. 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 stikstofgehalte in de bodem dat hoger is dan wat de planten kunnen absorberen) heeft een negatieve invloed op de ecosysteemfunctie en kunnen bijdragen aan de opwarming van de aarde.

Suggested Reading

Padilla FM, Gallardo M, Peña-Fleitas MT, de Souza R, Thompson RB. Proximal Optical Sensors for Nitrogen Management of Vegetable Crops: A Review. Sensors (Basel). 2018 Jun 28;18(7). [Source]

Rouached H, and Phan Tran LS. Regulation of Plant Mineral Nutrition: Transport, Sensing and Signaling. Regulation of Plant Mineral Nutrition: Transport, Sensing and Signaling. Int J Mol Sci. 2015 Dec; 16(12): 29717–29719. [Source]