31.1: Mahitaji ya Lishe ya Mimea

Ujuzi wa Kuendeleza

• Eleza jinsi mimea inapata virutubisho
• Andika orodha na misombo inayohitajika kwa lishe bora ya mmea
• Eleza virutubisho muhimu

Mimea ni viumbe vya pekee vinavyoweza kunyonya virutubisho na maji kupitia mfumo wao wa mizizi, pamoja na dioksidi kaboni kutoka angahewa. Ubora wa udongo na hali ya hewa ni maamuzi makubwa ya usambazaji wa mimea na ukuaji. Mchanganyiko wa virutubisho vya udongo, maji, na dioksidi kaboni, pamoja na jua, inaruhusu mimea kukua.

Muundo wa Kemikali ya Mimea

Kwa kuwa mimea inahitaji virutubisho kwa namna ya vipengele kama vile kaboni na potasiamu, ni muhimu kuelewa kemikali ya mimea. Wengi wa kiasi katika kiini kupanda ni maji; ni kawaida inajumuisha 80 kwa 90 asilimia ya uzito jumla kupanda. Udongo ni chanzo cha maji kwa mimea ya ardhi, na inaweza kuwa chanzo kikubwa cha maji, hata kama inaonekana kavu. Mizizi ya mimea inachukua maji kutoka kwenye udongo kupitia nywele za mizizi na uifanye hadi majani kupitia xylem. Kama mvuke wa maji unapotea kutoka kwenye majani, mchakato wa transpiration na polarity ya molekuli ya maji (ambayo inawawezesha kuunda vifungo vya hidrojeni) huchota maji zaidi kutoka mizizi hadi kupitia mmea hadi majani (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Mimea inahitaji maji kusaidia muundo wa seli, kwa kazi za kimetaboliki, kubeba virutubisho, na kwa usanisinuru.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Maji huingizwa kupitia nywele za mizizi na huenda juu ya xylem kwenye majani.

Kupanda seli zinahitaji vitu muhimu, kwa pamoja huitwa virutubisho, ili kuendeleza maisha. Mimea ya virutubisho inaweza kuwa na misombo ya kikaboni au isokaboni. Kiwanja kikaboni ni kiwanja cha kemikali ambacho kina kaboni, kama vile dioksidi kaboni inayopatikana kutoka angahewa. Kaboni iliyopatikana kutoka CO2 ya anga inajumuisha wingi wa molekuli kavu ndani ya mimea mingi. Kiwanja isokaboni hakina kaboni na si sehemu ya, au zinazozalishwa na, viumbe hai. Dutu zisizo za kawaida, ambazo huunda suluhisho kubwa la udongo, huitwa madini: yale yanayotakiwa na mimea ni pamoja na nitrojeni (N) na potasiamu (K) kwa muundo na udhibiti.

Virutubisho muhimu

Mimea inahitaji mwanga tu, maji na vipengele 20 ili kusaidia mahitaji yao yote ya biochemical: vipengele hivi 20 huitwa virutubisho muhimu. Kwa elementi inayoonekana kama muhimu, vigezo vitatu vinahitajika: 1) mmea hauwezi kukamilisha mzunguko wa maisha yake bila elementi; 2) hakuna elementi nyingine inayoweza kufanya kazi ya elementi; na 3) elementi inahusika moja kwa moja katika lishe ya mimea.

Jedwali\(\PageIndex{1}\): Mambo muhimu kwa ukuaji wa mmea

Macronutrients	Micronutrients
Carbon (C)	Chuma (Fe)
Hidrojeni (H)	Manganese (Mn)
Oksijeni (O)	Boroni (B)
Nitrojeni (N)	Molybdenum
Phosphorus (P)	Shaba (Cu)
Potasiamu (K)	Zinki (Zn)
Calcium (Ca)	Chlorini (Cl)
Magnesiamu (Mg)	Nickel (Ni)
Sulfuri (S)	Cobalt ()
	Sodiamu (S)
	Silicon (Si)

Macronutrients na micronutrients

Mambo muhimu yanaweza kugawanywa katika makundi mawili: macronutrients na micronutrients. Virutubisho ambazo mimea zinahitaji kwa kiasi kikubwa huitwa macronutrients. Karibu nusu ya vipengele muhimu huchukuliwa kuwa macronutrients: kaboni, hidrojeni, oksijeni, nitrojeni, fosforasi, potasiamu, kalsiamu, magnesiamu na sulfuri. Ya kwanza ya macronutrients hizi, kaboni (C), inahitajika kuunda wanga, protini, asidi ya nucleic, na misombo mingine mingi; kwa hiyo iko katika macromolecules zote. Kwa wastani, uzito kavu (ukiondoa maji) ya seli ni asilimia 50 kaboni. Kama inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{2}\), kaboni ni sehemu muhimu ya biomolecules kupanda.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Cellulose, sehemu kuu ya miundo ya ukuta wa seli ya mmea, hufanya zaidi ya asilimia thelathini ya jambo la mmea. Ni kiwanja kikubwa cha kikaboni duniani. Mimea inaweza kufanya selulosi yao wenyewe, lakini inahitaji kaboni kutoka kwenye udongo ili kufanya hivyo.

Kipengele kinachofuata zaidi katika seli za mimea ni nitrojeni (N); ni sehemu ya protini na asidi ya nucleic. Nitrogen pia hutumiwa katika awali ya vitamini fulani. Hidrojeni na oksijeni ni macronutrients ambayo ni sehemu ya misombo mingi ya kikaboni, na pia huunda maji. Oksijeni ni muhimu kwa kupumua kwa seli; mimea hutumia oksijeni kuhifadhi nishati kwa namna ya ATP. Phosphorus (P), mwingine macromolecule, ni muhimu kuunganisha asidi nucleic na phospholipids. Kama sehemu ya ATP, fosforasi inawezesha nishati ya chakula kuwa waongofu katika nishati ya kemikali kwa njia ya fosforasi oxidative. Vivyo hivyo, nishati ya mwanga hubadilishwa kuwa nishati ya kemikali wakati wa photophosphorylation katika photosynthesis, na katika nishati ya kemikali ili kutolewa wakati wa kupumua. Sulfuri ni sehemu ya asidi amino fulani, kama vile cysteine na methionine, na iko katika coenzymes kadhaa. Sulfuri pia ina jukumu katika usanisinuru kama sehemu ya mnyororo wa usafiri wa elektroni, ambapo gradients hidrojeni huwa na jukumu muhimu katika uongofu wa nishati ya mwanga kuwa ATP. Potasiamu (K) ni muhimu kwa sababu ya jukumu lake katika kusimamia ufunguzi wa stomatal na kufunga. Kama fursa za kubadilishana gesi, stomata husaidia kudumisha usawa wa maji yenye afya; pampu ya ioni ya potasiamu inasaidia mchakato huu.

Magnésiamu (Mg) na kalsiamu (Ca) pia ni macronutrients muhimu. Jukumu la kalsiamu ni mbili: kudhibiti usafiri wa virutubisho, na kusaidia kazi nyingi za enzyme. Magnésiamu ni muhimu kwa mchakato wa photosynthetic. Madini haya, pamoja na micronutrients, ambayo ni ilivyoelezwa hapo chini, pia huchangia usawa wa ionic wa mmea.

Mbali na macronutrients, viumbe vinahitaji vipengele mbalimbali kwa kiasi kidogo. Micronutrients hizi, au kufuatilia vipengele, zipo kwa kiasi kidogo sana. Wao ni pamoja na boroni (B), klorini (Cl), manganese (Mn), chuma (Fe), zinki (Zn), shaba (Cu), molybdenum (Mo), nikeli (Ni), silicon (Si), na sodiamu (Na).

Upungufu katika yoyote ya virutubisho hizi-hasa macronutrients-inaweza kuathiri vibaya ukuaji wa mimea (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Kulingana na virutubisho maalum, ukosefu unaweza kusababisha ukuaji uliozidi, ukuaji wa polepole, au chlorosis (njano ya majani). Upungufu uliokithiri unaweza kusababisha majani kuonyesha dalili za kifo cha seli.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Upungufu wa madini ni dhahiri katika dalili mimea hii kuonyesha. Hii (a) nyanya zabibu inakabiliwa na kuoza maua mwisho unasababishwa na upungufu wa kalsiamu. Njano ya njano katika hii (b) Frangula alnus matokeo kutokana na upungufu wa magnesiamu. Magnesiamu isiyofaa pia inaongoza kwa (c) chlorosis ya kuingilia kati, inayoonekana hapa kwenye jani la tamu. Mtende huu (d) unaathiriwa na upungufu wa potasiamu. (mikopo c: mabadiliko ya kazi na Jim Conrad; mikopo d: mabadiliko ya kazi na Malcolm Tabia)

Uunganisho wa kila siku: Hydroponics

Hydroponics ni njia ya kukua mimea katika suluhisho la maji ya virutubisho badala ya udongo. Tangu ujio wake, hydroponics imeendelea kuwa mchakato unaokua ambao watafiti hutumia mara nyingi. Wanasayansi ambao wana nia ya kusoma upungufu wa virutubisho vya mimea wanaweza kutumia hydroponics kujifunza madhara ya mchanganyiko tofauti wa virutubisho chini ya hali ya kudhibitiwa. Hydroponics pia imeendelea kama njia ya kukua maua, mboga mboga, na mazao mengine katika mazingira ya chafu. Unaweza kupata mazao ya hydroponically mzima katika duka lako la vyakula. Leo, lettuces nyingi na nyanya katika soko lako zimeongezeka kwa hydroponically.

Muhtasari

Mimea inaweza kunyonya virutubisho isokaboni na maji kupitia mfumo wao wa mizizi, na dioksidi kaboni kutoka mazingira. Mchanganyiko wa misombo ya kikaboni, pamoja na maji, dioksidi kaboni, na jua, huzalisha nishati ambayo inaruhusu mimea kukua. Misombo isiyo ya kawaida huunda ufumbuzi wa udongo wengi. Mimea hupata maji ingawa udongo. Maji huingizwa na mizizi ya mmea, husafirisha virutubisho katika mmea, na huhifadhi muundo wa mmea. Mambo muhimu ni mambo muhimu kwa ukuaji wa mmea. Wao umegawanywa katika macronutrients na micronutrients. Macronutrients mimea zinahitaji ni kaboni, nitrojeni, hidrojeni, oksijeni, fosforasi, potasiamu, kalsiamu, magnesiamu, na kiberiti Micronutrients muhimu ni pamoja na chuma, manganese, boroni, molybdenum, shaba, zinki, klorini, nickel, cobalt, silicon na s

faharasa

isokaboni

kiwanja cha kemikali ambacho hakina kaboni; si sehemu ya au zinazozalishwa na viumbe hai

macronutrient

virutubisho kwamba inahitajika kwa kiasi kikubwa kwa ajili ya ukuaji wa mimea; kaboni, hidrojeni, oksijeni, nitrojeni, fosforasi, potasiamu, calcium, magnesiamu,

virutubisho vidogo

madini required kwa kiasi kidogo; pia hujulikana kuwaeleza kipengele

kiwanja kikaboni

kiwanja cha kemikali ambacho kina kaboni