Minerální výživa rostlin Příjem iontů nespecifický transport – pasivní  prostá difúze  zprostředkovaná difúze zprostředkovaný transport – aktivní  primární aktivní transport  sekundární aktivní transport 1 Minerální výživa rostlin 2 Minerální výživa rostlin Nespecifický transport zprostředkovaná difúze (pasivní zprostředkovaný transport, usnadněná difúze)  rychlost a specificita přenosu  saturační kinetika  možnost kompetitivní inhibice  možnost chemické inaktivace 3 Minerální výživa rostlin Zprostředkovaný transport primární aktivní transport  hydrolýza ATP, ATPázy  např. protonová pumpa, sodíková pumpa sekundární aktivní transport  symport  antiport 4 Minerální výživa rostlin AMP ADP ATP 5 Minerální výživa rostlin 6 Minerální výživa rostlin Funkce jednotlivých živin  substrát biochemických reakcí  kofaktor enzymů  osmotikum  posel v přenášení signálů 7 Minerální výživa rostlin  dusík (N)  draslík (K)  fosfor (P)  hořčík (Mg)  vápník (Ca)  síra (S)  železo (Fe)  další prvky 8 Minerální výživa rostlin Dusík • makroprvek • příjem – nitráty (NO3-), amonné ionty (NH4+), aminokyseliny • mineralizace na nitrity (NO2-) a amoniak (NH3) – toxické, dále syntéza aminokyselin • symbióza s nitrogenními bakteriemi (vzdušný dusík, především čeleď bobovité) • deficit – pokles rychlosti růstu nadzemní části, syntézy chlorofylu (světlé zbarvení listů – chloróza) 9 Minerální výživa rostlin Draslík • nejvýznamnější osmotikum v rostlině • dlouživý růst buněk, iontová rovnováha, elektroneutralita • součást enzymů, otevírání průduchů, nastie, syntéza bílkovin • příjem transportními kanály ve formě iontů (K+) • v půdním roztoku (z mateční horniny) • deficit – „spálené“ skvrny na okrajích listů 10 Minerální výživa rostlin Fosfor • součást fosfolipidů, RNA, DNA, NADP+, ADP, ATP • metabolické procesy, přenos signálů, přeměna energie • příjem ve formě fosfátů (PO4 3-), aktivně, proti koncentračnímu spádu • deficit – rostlina nekvete, neplodí 11 Minerální výživa rostlin Hořčík • součást chlorofylu (20 % hořčíku v rostlině) • syntéza bílkovin, aktivace polymerázy při syntéze DNA • příjem pasivním transportem ve formě Mg2+ iontů • deficit – chloróza 12 Minerální výživa rostlin Vápník • v buněčných stěnách – spolu s pektiny vytváří gelovou matrix • podílí se na udržení integrity membrán, předávání signálů v rostlině • příjem ve formě Ca2+ iontů apoplastem („nepohyblivý prvek“) • deficit – zastavení růstu, černání vegetačních vrcholů 13 Minerální výživa rostlin Síra • součást aminokyseliny cysteinu, methioninu a sulfolipidů (syntéza probíhá v chloroplastech, stimulována světlem) • příjem ve formě síranů (SO4 2-) • deficit – pokles syntézy proteinů a metabolické aktivity, žloutnutí mladých listů 14 Minerální výživa rostlin Železo • součást cytochromů, nezbytné pro syntézu chlorofylu, součást enzymů (peroxidáza, kataláza) • příjem ve formě komplexů, ionty Fe3+ na plazmalemě redukovány na Fe2+ • deficit – málo chlorofylu (chloróza listů), snižuje se rychlost fotosyntézy) 15 Minerální výživa rostlin Další prvky • mangan – součást tylakoidů, koenzym nebo aktivátor enzymů (např. dehydrogenáz) • bor – floemový transport sacharózy, klíčení pylu, syntéza buněčných stěn • molybden – metabolismus dusíku • měď – složka enzymů (oxidázy, fenolázy, laktázy), lignifikace pletiv, vitalita pylu • zinek – aktivita enzymů (více typů) • nikl – součást ureázy (rozklad močoviny) • chlor – rozklad vody ve fotosystému II • kobalt, křemík, sodík aj. 16 Minerální výživa rostlin Příjem a účinky těžkých kovů • kadmium, olovo, rtuť, ve větším množství také měď, zinek, nikl • dostávají se do půdního roztoku v důsledku okyselování půd • inaktivují enzymy s volnými skupinami –SH (snížení obsahu chlorofylu, rychlosti fotosyntézy, vodivosti průduchů) • obrana – hromadění ve vakuolách, omezení transportu do nadzemních orgánů, inaktivace vazbou na nízkomolekulární bílkoviny 17 Minerální výživa rostlin Příjem a účinky hliníku • chování hliníku v půdě a účinky na rostlinu podobné jako u těžkých kovů • v kyselých půdách vzniká toxický trojmocný kationt Al3+ • inhibuje růst kořenů, ovlivňuje přenašeče iontů (vazbou na buněčnou stěnu), snadno proniká do cytosolu, ovlivňuje přenos signálů 18