Interakcia živín

INTERAKCIE ŽIVÍN
(Seminárna práca)



Rastlina má všetky látky potrebné k životným pochodom (asimilácia, dýchanie, látková výmena, rast) z prostredia okolo seba, tj. z pôdy (alebo iného živného média) a z ovzdušia. Z ovzdušia prijíma rastlina hlavne uhlík a kyslík v podobe oxidu uhličitého, z vody potom vodík a kyslík. Zdrojom ostatných živín je predovšetkým pôda. Živiny rozpustené vo vode môžu vnikať do rastliny čiastočne aj povrchom listov, podobne ako plynný oxid uhličitý. Rastlina prijíma živiny nielen ako prvky, ale aj vo forme iónov. Každá minerálna živná soľ je zložená z dvoch častí: zložky s kladným elektrickým nábojom a zložky so záporným nábojom.

Koreňová výživa
Rastlina prijíma živiny predovšetkým prostredníctvom koreňov. Príjem (absorpciu) živín obstarávajú jemné korienky, ktoré sa rozprestierajú spravidla blízko pod povrchom substrátu, u črepníkových rastlín po obvode balíčka. Na povrchu týchto korienkov sa tvoria miniatúrne vychlípeniny pokožkových (epidermálnych) buniek, označované tiež ako koreňové vlásky, čo sú vlastné miesta kadiaľ prenikajú živiny a voda do vnútra rastliny. Jemné korienky vnikajú do pórov medzi pôdnymi časticami, priľnú k nim a čerpajú živiny z pôdneho roztoku, ktorý vyplňuje póry a priľne na povrch pôdnych častíc. Mechanizmus príjmu jednotlivých látok, najmä vody a minerálnych iónov, je rozdielny. Voda je prijímaná prevažne pasívne, sacou silou korienkov (osmotickým tlakom). Naproti tomu absorpcia živných iónov je zložitým viacfázovým procesom, kde sa uplatňuje hlavne difúzia a špecifická výmena iónov. Mohutnosť a rýchlosť jednotlivých fáz príjmu živín z pôdy závisí na biologických vlastnostiach rastlín, ale tiež na podmienkach vonkajšieho prostredia. Všeobecne sa dá povedať, že čím má rastlina priaznivejšie podmienky pre asimiláciu živín, tým rýchlejšie ich korene prijímajú. Ak sa z akýchkoľvek dôvodov zníži fotosyntéza a poklesne príliv asimilátov z listov do koreňov, zníži sa aj prijímanie živín z pôdy. Rastlina potrebuje pre absorpciu živín značné množstvo energie, ktorú si obstaráva, podľa doterajších názorov, hlavne dýchaním. Biogénne prvky a ich význam

Pre normálny rast, vývin a plnenie všetkých životných funkcií vrátane
rozmnožovania rastlina potrebuje desať základných prvkov. Tieto nazývame biogénne – nevyhnutné pre život. Sú to kyslík (O), vodík (H), uhlík (C), dusík (N), fosfor (P), draslík (K), vápnik (Ca), horčík (Mg), síra (S) a železo (F).

Keby vo výžive rastlín niektorých z týchto prvkov chýbal, rastlina by žila len dovtedy, pokiaľ by jej stačili zásobné látky. Po ich vyčerpaní by zahynula. Okrem týchto základných prvkov sa v rastline ešte nachádzajú iné prvky, ale len v nepatrných množstvách - stopové prvky. Sú to bór (B), sodík (Na), kremík (Si), zinok (Zn), meď (Cu), rastliny prijímajú živiny buď zo vzduchu (kyslík, uhlík), alebo podstatnú časť, z pôdy (dusík, fosfor, draslík, horčík, vápnik a i.). Pritom rastliny neprijímajú prvky v čistej forme, ale vo forme rozličných chemických zlúčenín. Napr. fosfor prijímajú vo forme kys. fosforečnej, dusík vo forme amoniaku alebo kyseliny dusičnej. Všetky živiny musia byť v rovnováhe, Liebigov zákon minima hovorí: Ak sa v pôde vyskytuje jeden zo základných biogénnych prvkov (N, P, K, Ca) v nedostatočnom množstve, rastlina môže využiť aj ostatné tri živiny len v obmedzenej miere, hoci ich je v pôde dostatok. Nie len nedostatočný príjem živín, ale aj ich nadbytočné hromadenie v rastlinách, má negatívny dopad na rastliny. Nadbytočný príjem jednej alebo viacerých živín často vedie i k zníženiu príjmu iných živín – tento jav sa nazýva antagonizmus.
Pri luxusnom príjme živín sa znižuje nielen intenzita rastu a tvorba produktov, ale zhoršuje sa aj ich kvalita. Príznaky nadbytku živín na rastlinách môžu mať dokonca škodlivé až toxické prejavy, ktoré rôzne poškodzujú orgány rastlín a ich funkcie.

Charakteristiky jednotlivých živín
Dusík
Tento prvok získavajú rastliny z pôdy prevažne vo forme minerálnych zlúčenín. Z organických zlúčenín je v nepatrnom množstve prístupný dusík vo forme vodo- rozpustných amidov a niektorých aminokyselín. Prijímaný amónny dusík je naopak bezprostredne využívaný na syntézu organických látok. Asimilácia NH4 prebieha nerušene za prítomnosti glycidov. Na drobných záhradkách môže najľahšie dôjsť k predávkovaniu dusíkom, čiže k nadmernému príjmu dusíka. I keď príznaky nie sú tak výrazné ako pri nedostatku, prejavuje sa jeho nadbytok bujným rastom tmavozelených listov a s obmedzenou tvorbou kvetov a plodov. Pri nedostatku dusíka dochádza k väčšej akumulácii dusičnanov v rastline ako aj k zníženiu obsahu rozpustných aminokyselín pre nedostatok zdrojov NH3 k ich syntéze. Pre metabolizmus dusíka v rastline je dôležité, aby obsahoval dostatok NO3 iónov v tých častiach rastliny, kde prebieha ich intenzívna redukcia. V koreňoch prebieha redukcia NO3 v cytoplazme s hydrogenovaným koenzýmom NADH ako redukčným agentom.

V listoch prebiehajúca redukcia dusičnanov je spojená s fotosyntézou a časť dusíka prijatá koreňovou sústavou sa v týchto orgánoch syntetizuje do aminokyselín a časť je translokovaná do listov transpiračným prúdom. Okrem aminokyselín a bielkovín má dusík dôležitú úlohu ako súčasť chlorofylu.



Fosfor
Je prijímaný vo forme anorganických fosforečnanov, a to od určitej závislosti na pH pôdy: v kyslom prostredí je to anión H2PO4, pri vyššom pH ide o anión HPO4. Príjem fosforu ovplyvňujú niektoré ióny v pôdnom roztoku. Tak Ca2+, Fe3+ a Al3+ , aj keď nemajú antagonistický vplyv, môžu obmedziť adsorpciu P tým, že s ním vytvárajú menej rozpustné alebo nerozpustné zlúčeniny. Podporný vplyv má Mg2+. Celkový príjem a využitie fosforu rastlinami závisí tiež na množstve a formách prijateľného dusíka. Príjem fosforu je brzdený prebytkom dusíka v dusičnanovej forme. Na druhej strane pri nedostatku prijateľného fosforu v živnom prostredí, prijímajú rastliny menšie množstvo dusíka a rovnako tiež nedostatok dusíka brzdí využitie fosforu z pôdy a hnojív. S nadbytkom fosforu sa stretávame málokedy. Môže sa prejaviť príznakom nedostatku železa, či zinku, ktorý ich príjem potláča.

Draslík
Rastlina ho prijíma zo všetkých katiónov v najväčšom množstve. Príjem draslíka rastlinami výrazne ovplyvňuje proces antagonizmu a synergizmu. Antagonizmus sa prejavuje ako konkurencia o špecifické väzbové miesta nosičov a je významná medzi katiónmi:
pri stúpajúcej koncentrácii NH4 sa znižuje príjem K+, Ca2+ a Mg2+
pri stúpajúcej koncentrácii Ca sa znižuje príjem Mg2+, K+, NH4+
pri stúpajúcej koncentrácii K sa znižuje príjem Mg2+, Ca2+ a NH4+
pri stúpajúcej koncentrácii Mg sa znižuje príjem Ca2+, K+, NH4+
Antagonisticky na príjem draslíka môžu pôsobiť aj ióny H+ na kyslých pôdach. Negatívny vplyv vodíka na príjem draslíka sa eliminuje vápnením. Pozitívny účinok t. j. synergický vplyv na príjem draslíka majú živiny nachádzajúce sa v aniónovej forme a to predovšetkým dusík vo forme NO3- a fosfor ako H2PO4-. Na príjem draslíka okrem uvedených živín pôsobí aj obsah kyslíka v pôde, teplota pôdy a podmienky osvetlenia rastlín. Horčík pri zvlášť vysokom obsahu v pôde môže príjem draslíku brzdiť. Taká forma dusíkatej výživy môže výrazne ovplyvňovať zásobovanie rastlín draslíkom – dusičnan jeho príjem podporuje, amoniak brzdí. Zo všetkých činiteľov v pôdnom prostredí, ktoré ovplyvňujú absorpciu draslíka sa najviac uplatňujú fyzikálne vlastnosti a to najmä vzdušná kapacita. Nadbytok draslíka sa väčšinou prejavuje u rastlín obmedzeným príjmom horčíka a vápnika.

Priamy nadbytok vápnika nie je v rastlinách známy, prevápnenie sa však prejavuje v zníženom príjme predovšetkým železa a rastlina trpí chlorózou.

Horčík
Mg je prijímaný a transportovaný v rastline podobne ako vápnik. Vysoký obsah draslíkového alebo amónneho katiónu v pôdnom a živnom roztoku vedie k brzdeniu príjmu horčíka. Opačný vzťah existuje medzi horčíkom a fosforom. Pri nízkej zásobe Mg sa zhoršuje príjem fosforu a taktiež naopak. Nadbytok horčíka je s pravidla sprevádzaný nedostatkom vápnika, ktorý sa prejavuje popísanými príznakmi na výhonkoch i koreňoch. Vápnik
Za normálnych podmienok je Ca prijímaný rastlinou bez problémov. Známy je antagonizmus medzi Ca2+ a K+ a medzi Ca2+ a Mg2+. Je však dokázané, že také ióny NH4+ a Na+ môžu znížiť príjem vápniku až k príznakom nedostatku. Vápnik výrazne ovplyvňuje prístupnosť makroelementov i mikroelementov v pôde.



Síra
Je prijímaná rastlinami prevažne koreňmi vo forme síranov. Príjem plynného oxidu siričitého povrchom listov môže mať väčší význam len v priemyselných oblastiach. Síra je prijímaná prakticky bez konkurenčných vplyvov zo strany ostatných pôdnych iónov. Príznaky nadbytku síry sú najčastejšie známe u ihličnatých stromov ako emisné škody z atmosferických splodín v blízkosti zdrojov spaľovania produktov s vyšším obsahom síry. Železo
Fe patrí k biogénnym prvkom, prijímajú rastliny v malom množstve a to buď vo forme dvojmocného železa alebo trojmocného katiónu, alebo vo forme chelátových molekúl. Adsorpcia železa z pôdy však ovplyvňuje mnoho činiteľov a tak sa často stáva, že rastliny trpia jeho nedostatkom i pri dobrej zásobe. Predovšetkým je to pôdna reakcia, ktorá rozhoduje o rozpustnosti zlúčenín železa. Brzdiace účinky na príjem železa má nadmerné hnojenie fosforom. Nepriamo ale význame ovplyvňuje príjem a hlavne pohyblivosť Fe v rastline forma dusíku v pôdnom roztoku. Dusičnan pôsobí negatívne, dusičnan podporuje príjem katiónov Ca2+, K+ a Na+, čo vedie k zvýšeniu pH rastlinnej šťavy.

Mikroelementy

Pri mikroelementoch, kde je vo výžive rastlín rozmedzie medzi nedostatkom, optimom a nadbytkom veľmi úzke, predávkovanie môže veľmi ľahko vyvolať zreteľné poškodenie rastlín. U bóru je napríklad charakteristické zožltnutie špičiek listov, ktoré sa neskôr rozšíri a zmení sa na celý zhnednutý list. Prebytok medi sa väčšinou prejavuje príznakom nedostatku železa. Zlaté a oranžovo-žlté chlorózy u rajčiakov sú príznakom nadbytku molybdénu. Interakcie ťažkých kovov

Ťažké kovy môžu byť v niektorých prípadoch zastúpené horčíkom, vápnikom a taktiež veľmi účinne kobaltom, niklom a pod. Mangán a kobalt môžu antagonisticky ovplyvňovať hladinu kyseliny beta – indolyloctovej a tým aj rýchlosť rastu.

V tomto smere nebiogénny prvok kobalt môže výrazne zasiahnuť do biologických procesov rastliny. Takmer všetky ťažké kovy, snáď s určitou výnimkou medi sa v rastline pohybujú vo forme chelátov. Ľahko reagujú s biologickými štruktúrami, menia svoje oxidačné číslo a často tvoria nerozpustné soli , napr. železo.


















Použitá literatúra

1. FICHER, V.: Jena a Príroda : Bratislava, 1997, 295 s.
2. BIZÍK, J.: Výživa rastlín. VŠP : Nitra, 1994, 121 s.
3. ŠVIHRA, J.: Fyziológia záhradníckych rastlín. VŠP : Nitra, l995, 95s.
4. BERGMAN, W. – ČUMAKOV, A.: Kľúč na určovanie porúch vo výžive rastlín. VEB G. 5. BAIER, J. – BAIEROVÁ, V.: Jak hnojit na záhradce. SZN : Praha, 1988, 205 s. SOUKOP, J. – MATOUŠ, J. A KOL.: Výživa rostlin substráty voda v okrasném zahradnictví. SZN : Praha, 1979, 288 s.