ZAKON MINIMUMA: Rast rastlin na določeni površini ni odvisna od skupne količine vseh hranil v tleh, ampak od tistega hranila, ki ga je v tleh najmanj.
MAKROELEMENTI (makrohranila): 10; 6
biogenih: C,H,O, N, S, P; K, Ca, Mg, Fe; (Si,Na,
Cl, Al); 10-0,01% teže rastlin, (C-45%, 0-42%, H
-6,5%, N -1, 5%, ostali 5% teže
ESENCIALNI ZA RASTLINE: 16: H, C, O, N,K,
Ca,Mg, P, S, Cl, B, Fe, Mn, Zn, Cu, Mo glede
na relativno število atomov, prisotnih v zgradbi
rastlin
Pomen posameznih elemantov
• C,H,O,N,S,P:OSNOVNI GRADNIKI
ORGANSKIH SPOJIN (CELIC)
• Rastlinska pridelava in biogeni
elementi:kmetijstvo, gozdarstvo; odnašanje
biomase in njena sestava;
• C ( ogljik); osnovni gradnik vseh organskih
spojin (ogljikovi hidrati, maščobe, beljakovine,..)
• Tvorba C-spojin: vezava energije; gradnja celice
• Razgradnja C-spojin: sproščanje energije
• Vir C za rastline: CO2; iz zraka skozi reže
• Ogljikov cikel: rastline: fotosinteza, respiracija
KISIK, VODIK
• PRIVZEM: H2O - voda; O2
• POMEN: gradnika organskih spojin;
vezava s C: vezava O - sproščanje
energije (oksidacija - dihanje); vezava H –
vezava energije (redukcija-fotosinteza) –
ogljikovi hidrati, maščobe, drugi polimeri;
H+, OH iona kot regulatorja pH
• POMEN VODE; vodni cikel (kroženje
vode)
FOSFOR
• POMEN: sestavina DNK, RNK, fosfolipidov,
ATP, ADP, AMP, NADP; stalna potreba po P
• PRIVZEM: H2PO4-, HPO4-2, PO4-3; koncentracija
odvisna od pH, geološke podlage, organsko
vezanega P kot Ca, Fe, Mg ali Al spojine; v
rastlini mobilen, v tleh slabše – razvoj mikoriz
• PROBLEMI: premalo: slaba rast, preveč-
evtrofikacija
ŽVEPLO
• POMEN: sestavina aminoklislin cisteina in
metionina – terciarna zgradba beljakovin, glutation, tioli (stresne substance); sestavina PSI (feredoksin), sulfolipidi, S-glikozidi (fiosulfonati)-Brassicaceae; sestavina encimov, koencimov (CoA)
• PRIVZEM: normalno: SO4-2, (SO2, H2S)
• PROBLEMI: preveč –SO2, klasično onesnaženje; neposredni in posredni učinki –kisel dež (pH<5,4); premalo: slaba rast
MAGNEZIJ
• POMEN:delno podobna vloga kot Ca-fiksator cel. struktur, pomemben koencim (npr. pri RUBISCO), sestavina klorofila
• PRIVZEM: Mg++
• PROBLEMI: pomanjkanje: geol. podlaga,
antagonizem Ca, K; izpiranje – kisel dež;
simptomi: klorotičnost
Mikroelementi - elemnti v sledeh
• so v manjših količinah: < 500µg l-1, makroelementi
> 20 mg l-1;
• razmerje med mikro in makroelementi je
podobno pri glivah, algah in bakterijah z
nekaterimi izjemami, npr. glive rabijo manj
K, Ca, in B
• pomen posameznih mikroelementov je
različen
BOR
• potreben v majhnih koncentracijah za višje
rastline in nekatere alge, v večjih strupen
• privzem kot B(OH)3
• potreben za delovanje meristemov – celične delitve, pri sintezi RNK, pri spolnem razmnoževanju – razvoju cvetov, pri diferenciaciji tkiv-nastanku floema, ksilema;
pomanjkanje vodi v povečanje fenolnih snovi, nepravilno delovanje oksidadativnega pentozefosfatnega cikla
BAKER
• Privzem kot Cu++, v rastlinah 3-10 μg l-1
• Je sestavina številnih encimov (askorbatoksidaze, superoksid dismutaze, citohromoksidaze, fenolaze, fenol oksidaze,..)
• Je redoks substanca (plastocianin)
• Pomanjkanje povzroča upad pridelka pri žitih,zavre lignifikacijo, razvoj pelodne cevi
• Toksičen pri koncentracijah 20-30 μg l-1
KLOR
• Privzem kot Cl-; v rastlinah se nahaja večinoma
v celičnem soku in kloroplastih 50-500 µmol na
g suhe teže;
• Pomemben je pri fotosintezi – PSII, tvorbi O2;
pomembno vlogo ima pri morskih algah (CH3Cl),
glivah razkrojevalkah lesa, nekaterih višjih rastlinah (5 miljonov ton/leto!)
• Osmotregulator – pri nekaterih rastlinah (Allium,
Coccos, Zea,..)
VIR: BOTANIKA - Batič: Predavanja; Dostopno prek: http://www.bf.uni-lj.si/fileadmin/groups/2711/Gradiva_Batic_Predavanja_Bolonja/Batic_P_Bolonja_VET-Uvod-08-09.pdf (15.1.2013)
MIKROELEMENTI: ostali: Mn, B,Sr -10
-3, Cu, Ti, Zn,Li, Ba,Br -10-4, F, Rb,Sn, Ni - 10-5,
As, Mo, Co, J, Ge, Ph,Hg, Ag, Au, Ra
DUŠIK
• POMEN: RAST, ZGRADBA, DELOVANJE
sestavina aminokislin-beljakovin, organskih baz
(A,G, C, T)-DNK, ATP (kratkotrajno shranjevanje
celične energije), NADP, NAD, FAD- prenašalci
elektronov; sestavina membranskih lipidov,
klorofila, sekundarnih metabolitovALKALOIDOV
• PRIVZEM: NO3-, NH4+
• PROBLEMI: preveč N – evtrofikacija
(kmetijstvo, promet,...), premalo –slaba rast,
razvoj simbioz med rastlinami in bakterijami,
fiksatorji N
Indikatorji dušika: Rumex alpinus, Urtica dioica, Amaranthus retroflexsus
KALIJ
• POMEN: K+je glavni osmotik – sprejem vode;
vpliv na stanje citoplazme, encimov in s tem na
vse presnovne procese (preko vpliva na vodni
režim ali neposredno kot koencim)
• PRIVZEM: K+; zelo mobilen element v tleh in v
rastlini
• PROBLEMI: pomanjkanje: antagonizem Ca++, Mg++; izpiranje pri velikem vnosu H+v tla- kisel dež
KALCIJ
• POMEN: fiksator celičnih struktur (Ca++!)-celične stene (osrednje lamele); obarja strupene snovi – npr. oksalno kislino (Caoksalat), vpliva na stanje celičnih struktur
(citoskeleta, del.vretena, encimov), sestavina
signalnih poti (Ca++, kalmodulin)
• PRIVZEM; Ca++
• PROBLEMI: pomankanje - geol. podlaga, izpiranje- kisel dež, antagonizem K+(redko), Mg++; slabo mobilen v rastlini – problemi v preskrbi (“fiziološke bolezni sadja”)
ŽELEZO
• POMEN: zaradi lahkega in povratnega prehoda
Fe++↔Fe+++ je sestavina el. prenašalnih verig v oksidacijsko redukcijskih procesih (fotosinteza(feredoksin, citohrom f, citohrom b 554), dihanje (citohrom oksidaza); sestavina encimov kot so katalaza, peroksidaze;
pomemben pri nastajanju klorofila
• PRIVZEM: Fe++; fitosiderofori (redukcija Fe+++)
• PROBLEMI: pomanjkanje: klorotičnost, slaba rast, “slabokrvnost” (sestavina hema pri človeku – transport kisika v celice)
MANGAN
• privzem kot Mn++; dostopnost večja v kislih tleh
• deluje kot kofaktor številnih encimov: citratnega cikla, superoksid dismutaze, je sestavni del kompleksa za fotolizo vode v PSII pri fotosintezi
• v prebitku strupen, indikator motenj v
ekosistemih
ZINK
• privzem kot Zn++; esencielen element, hkrati težka kovina!; 10-krat bolj potreben kot Cu in 10-krat manj kot Fe
• Je sestavina več kot 10 encimov (npr. alkohol dehidrogenaza, karboanhidraza, superoksiddismutaza in koencim več encimov), je sestavni del ribosomov –sinteza proteinov, sestavni del transkripcijskega faktorja
• Pomankanje znatno zavira rast rastlin
MOLIBDEN
• Privzem kot anion (molibdat)
• Je sestavina encimov fiksacije atmosferskega N2
(nitrogenaze, nitrat reduktaze), sulfit okisdaze, ksantin
dehidrogenaze
• Pomankanje bolj prizdene rastline ki imajo vir N NO3
- kot tiste z NH4+
• Vezan je v snov molibdopterin kot
kofaktor encimov
OSTALI MIKROELEMENTI
• Na: Na+; včasih makroelement (halofiti)
• Antagonist K !
• Potreben pri C4in CAM rastlinah, a ne pri C3
• Si: makroelement pri kremenastih algah in pri akumulatorskih višjih rastlinah (Equisetum, Tectona, Poaceae,..
• Se, Ni
Mineralna gnojila primerna za organsko pridelavo
V ekološkem kmetijstvu je rodovitnost tal odvisna tudi od zaloge hranil, ki so rastlinam dostopne. S povečanjem aktivnosti talnih organizmov lahko do neke mere povečamo dostopnost hranil za rastline. Vendar pa bodo zaradi izgub, tako rastlinskih kot živalskih hranil, tla z vsako letino siromašnejša s hranili. Poleg tega ni vedno mogoče, da se vse hranilne snovi vrnejo v obliki dodajanja organskih hranil. Da zagotovimo boljšo rodovitnost tal, uporabimo dovoljena mineralna gnojila.
FOSFATNA GNOJILA "so mešanice kalcijevih ortofosfatov; surovi fosfat in Thomasova žlindra. Fosfatna gnojila proizvajajo iz rud (apatit), ki jih v večini uvažajo iz severne Afrike. Posamično (enojno) fosforno gnojilo, je hyperfosfat v prahu (29 % P2O5) ali zrnat-granuliran = hypercorn (26 % P2O5) ali hyperkalk (16 % P2O5 + 7 % MgO + 65 % CaO). Dobi se tudi kot PK gnojilo - hyperkali (0-18-18 ali 0-22-10).
Hiperfosfat je edino P-gnojilo, ki je narejeno brez kemične ali termične obdelave. Da bi bilo primerno kot gnojilo, je narejeno iz posebne rude, t.i. mehkih surovih fosfatov, obenem pa izredno fino zmleto. Šele kisline, ki se nahajajo v zelo kislih tleh (pH tal pod 5) omogočajo fosfornim spojinam iz hiperfosfata, da pridejo kolikor toliko do učinka. Da bi bilo smiselno = ekonomsko upravičeno uporabljati gnojila iz hiperfosfata, bi jih morali uporabljati le na zelo
kislih tleh in če je nabavna cena P2O5 iz hiperfosfata občutno nižja kot cena za P2O5 iz ostalih gnojil, ki vsebujejo fosfor (Leskošek, 1993).
Thomasov fosfat ali žlindra je stranski proizvod pri čiščenju železove rude, ki vsebuje primesi fosfatov. Običajno vsebuje 14 do 16 % fosforja (P2O5). Je težak, temno rjavkasto siv in droben prah. Poleg fosforja vsebuje še približno 45 % apna (CaO), okoli 2 % magnezija in precej mikroelementov. Slabost uporabe Thomasovega fosfata je, da včasih vsebuje preveč težkih kovin, kot je dovoljeno (Leskošek, 1993).
KALIJEVA IN MAGNEZIJEVA GNOJILA so kalijev sulfat, kalijev klorid, magnezijev sulfat, kalijeva in magnezijeva gnojila. Kalijeva umetna gnojila so največkrat kar naravni kalijevi minerali, v katerih je ta element vezan s klorom v spojini kalijev klorid (KCl). Iz tega proizvajajo kalijev sulfat (K2SO4). Pridobivajo pa tudi gnojila, ki vsebujejo kalij in magnezij skupaj. Kalijev sulfat s 50 % K2O je drobna, bela, suha sol, precej odporna proti vlagi. Je skoraj čisti
kalijev sulfat, zato vsebuje poleg K še 18 % S. Kalijev magnezijev sulfat vsebuje 30 % K2O in 10 % MgO v sulfatni obliki in 4 % S (Leskošek, 1993).
APNENA - KALCIJEVA GNOJILA so mleti apnenec, dolomitna kamena moka, dolomitna moka, apnenec iz morskih alg, kalcijev karbonat, naravni apnenec.
Gnojenje z bazami ali bazično delujočimi solmi, na osnovi kalcija (CaO, Ca(OH)2, CaCO3, CaMgCO3), apnjenje, je ukrep za zmanjšanje kislosti tal Katero apneno gnojilo bomo izbrali, je odvisno od ekonomike uporabe, dostopnosti in možnosti trošenja tega gnojila. V praksi se uporablja največkrat mleti apnenec. Mleti apnenec vsebuje 54 % CaO (odvisno od kamnine) in 0,02 % SiO2, dolomitna moka 50 do 55 % CaO in 40 do 45 % MgO, apnenec iz morskih
alg pa vsebuje 80 % CaCO3 in 10 % MgCO3 (Leskošek, 1993).
KAMNINSKE MOKE: Uporabljamo lahko različne kamninske moke iz bazalta, diabaza, kremena; zeolitne in
bentonitne kamninske moke, zmes karbonatov in zeolitov, naravne mešanice alumosilikatov in oksidov, naravne mešanice montmorillonita in oksidov. Silicij ali kremenčeva kislina, ki jo je glede na vrsto kamnin od 37 do 70%, je glavni sestavni del kamninskih mok. Drugi sestavni deli so gline pa tudi alkalične in apnenčaste spojine (kalcij, magnezij, kalij, natrijev oksid). Velikega pomena so vsebovane snovi v sledeh, kot so bor, jod, baker, kobalt, cink in
druge. Po mineralni sestavi so lahko zeolitne, bentonitne ali mešane. Razlika je predvsem v kristalni strukturi mineralov, iz katere pa izhajajo določene lastnosti. Zeolitna moka bolje zadržuje dušikove spojine (selektivna adsorbcija dušika), bentonitna zemlja pa ima sposobnost nabrekanja, s čimer veže in zadržuje ogromne količine vode (Montana …, 2008)".
Vir: Blažka Kunšek (2011): Mineralna gnojila v ekološkem kmetijstvu; Ljubljana: BF - Oddelek za agronomijo; Dostopno prek: http://www.digitalna-knjiznica.bf.uni-lj.si/du1_kunsek_blazka.pdf (18.3.2013)