Czynniki warunkujące metabolizm roślin
Rośliny jako żywe organizmy są zdolne do wzrostu, rozwoju i – co najważniejsze z punktu widzenia producenta owoców – do wysokiego plonowania dzięki ciągłemu dopływowi materii i energii. Gatunki autotroficzne (fotosyntetyzujące) do życia potrzebują takich czynników, jak: światło, woda, tlen, dwutlenek węgla, temperatura i substancje mineralne, czyli zbilansowane odżywianie składnikami pokarmowymi. Zmagazynowana w związkach chemicznych energia jest wykorzystywana przez komórki do pełnienia przez nie podstawowych funkcji życiowych, takich jak wzrost, rozwój, rozmnażanie, reakcja na bodźce.
Iwona Polewska-Jankowiak
Metabolizm (gr. metabole – przemiana) – przemiana materii – całość procesów biochemicznych zachodzących w żywych organizmach, warunkujących ich wzrost i funkcjonowanie. Całokształt przemian biochemicznych i towarzyszących im przemian energii, zachodzących w żywych komórkach. Metabolizm stanowi istotę życia. W metabolizmie wyróżnia się dwa kierunki przemian: procesy anaboliczne i kataboliczne:
- anabolizm to przemiany endoergiczne, które prowadzą do powstania związków złożonych, o wyższym poziomie energetycznym niż związki, z których powstały – przykładem jest fotosynteza, biosynteza białek, lipidów i innych związków,
- katabolizm to przemiany egzoergiczne, w wyniku których energia skumulowana w złożonych związkach organicznych zostaje wyzwolona, a powstające związki o prostszej budowie mają mniejszy zasób energii – przykładem jest proces oddychania wewnątrzkomórkowego.
Wszystkie procesy przemiany materii łączą się w roślinach w całość i wzajemnie się warunkują. Strategia metabolizmu sprowadza się do syntezy ATP (adenozynotrifosforanu – organicznego związku chemicznego) oraz zgromadzenia w NADPH (dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy – organiczny związek chemiczny, nukleotyd pełniący istotną rolę w procesach oddychania komórkowego) elektronów o wysokiej energii potrzebnych do wielu przemian anabolicznych oraz do wytworzenia tkanek budulcowych.
Różne przemiany metaboliczne zachodzą bezpośrednio w komórkach roślin, natomiast w całym organizmie kontrola metabolizmu zachodzi na drodze nerwowo-hormonalnej. Poszczególne tkanki i narządy mają odmienne profile metaboliczne, co wynika z ich specyficznych funkcji.
Fotosynteza a metabolizm roślin
Natężenie fotosyntezy zależy od czynników zewnętrznych i wewnętrznych. Czynniki zewnętrzne, czyli środowiskowe, to przede wszystkim światło, CO2, woda, tlen, temperatura. Spośród pozostałych na uwagę zasługują ruchy powietrza (wiatr) i składniki mineralne. Wpływ wiatru na fotosyntezę sprowadza się do usuwania z sąsiedztwa liści warstewek powietrza zubożonych w CO2 i zastępowania ich powietrzem o normalnym stężeniu tego gazu. Silny wiatr, powodujący przymykanie się szparek, obniża intensywność fotosyntezy. Natomiast czynniki wewnętrzne wpływające na fotosyntezę są związane z budową rośliny. Należą do nich zawartość chlorofilu w chloroplastach oraz rozmieszczenie chloroplastów w komórkach w zależności od zmian oświetlenia, a także ilość i rozlokowanie aparatów szparkowych, powierzchnia blaszki liściowej, grubość kutykuli.
Prawidłowe nawożenie a metabolizm roślin
Prawidłowe nawożenie jest istotne przy regulacji procesu fotosyntezy, a co za tym idzie – ma wpływ na metabolizm roślin. Na fotosyntezę silny wpływ wywierają składniki mineralne, m.in.: azot, potas, fosfor, żelazo, magnez i mangan. Istnieje wyraźna zależność między zaopatrzeniem w nie roślin a szybkością fotosyntezy.
Niedobór azotu powoduje spadek fotosyntezy, co objawia się blednięciem liści (chlorozą). O bardzo dużej roli tego pierwiastka w procesie fotosyntezy świadczy fakt, że 75% ogólnej ilości azotu znajdującego się w liściach zlokalizowane jest właśnie w chloroplastach. Potas spełnia w fotosyntezie rolę aktywatora enzymów uczestniczących w reakcjach fazy świetlnej. Również pośrednio wpływa na fotosyntezę, uczestnicząc we floemowym transporcie asymilatów oraz w regulacji stopnia otwarcia szparek. Potas jest pierwiastkiem, który w największym stopniu odpowiada za gospodarkę wodną w roślinie. Jego niedobór objawia się charakterystycznym zwijaniem liści w tak zwaną łódeczkę, następnie, przy większym niedoborze potasu, brzegi liści zasychają. Oddziaływanie fosforu na fotosyntezę jest nieco słabsze niż azotu czy potasu. Jego niedobór zaburza proces fosforylacji – szczególnie wyraźnie na jego deficyt reagują buraki i szpinak. Fosfor ma wpływ na ATP (adenozynotrifosforan) – ważny składnik wszystkich komórek, pełniący funkcję pierwotnego przenośnika energii. Stanowi on magazyn energii w procesach fotosyntezy i oddychania komórkowego. Dzięki energii z ATP rośliny, wykorzystując dwutlenek węgla i wodę, produkują związki organiczne, a efektem dodatkowym tego procesu jest tlen, którym oddychają ludzie.
Żelazo to pierwiastek, który wpływa na syntezę chlorofilu, nie wchodząc w jego skład. Deficyt tego składnika poza obniżeniem intensywności fotosyntezy objawia się w postaci chlorozy liści. Natomiast niedobór magnezu, który wchodzi w skład chlorofili, powoduje spadek zawartości tych barwników, zwłaszcza w przypadku starszych liści. Mangan uczestniczy wraz z chlorem w fotolitycznym rozkładzie wody i pośrednio kontroluje poziom czynnika redukującego, produkowanego w fazie świetlnej fotosyntezy. Znaczny deficyt manganu powoduje dezorganizację układu membranowego w chloroplastach, co może spowodować obniżenie tempa fotosyntezy o blisko 50%.
Jak poprawić metabolizm roślin?
Jak wynika z wcześniej opisanych mechanizmów, rośliny jako żywy organizm poddawane są oddziaływaniu czynników zewnętrznych i wewnętrznych. W wyniku ich wpływu rosną i wydają plon. Najistotniejszy z punktu widzenia produkcji roślin i uzyskiwania wysokich, zdrowych plonów jest metabolizm, czyli ciąg procesów związanych z przemianą materii roślin, wpływającą na ich wzrost i funkcjonowanie. W tym ciągu procesów należy podkreślić fotosyntezę – czyli proces, na który producenci owoców i warzyw mogą wpływać bezpośrednio poprzez prawidłowe odżywianie roślin. I chodzi tu nie tylko o azot, fosfor, potas, magnez czy mikroelementy, takie jak cynk, żelazo i mangan, ale także o suplementację biostymulatorami opartymi na tytanie (np. ASX Tytan plus, w dawce 0,2–0,4 l/ha). Produkt ten jest typowym stymulatorem fotosyntezy. Ciemnozielone rośliny cieszą oko każdego rolnika. To moc, która przekłada się na większy plon i wyższą jakość. TPS (Titanum Power System) zawarty w ASX Tytan plus aktywuje syntezę chlorofilu, co zwiększa zawartość zielonego barwnika roślin i podnosi efektywność fotosyntezy. ASX Tytan plus wpływa na kondycję roślin, które przez czynniki stresogenne, takie jak niskie temperatury, niedobór wody i światła, mają osłabiony turgor, w konsekwencji czego następuje zahamowanie ich wzrostu.
Kolejnym rozwiązaniem wpływającym na prawidłowy metabolizm jest stosowanie produktów opartych na aminokwasach roślinnych czy kompleksach algowych. Jak wspomniano wcześniej, kontrola metabolizmu zachodzi na drodze nerwowo-hormonalnej, dlatego warto wspomagać rośliny aminokwasami, które są doskonałym źródłem fitohormonów (takich jak auksyny, cytokininy, gibereliny) oraz polisacharydów. W tym kontekście produktami, które warto polecić, są Algex, Protaminal i Maral. Ten ostatni jest bardzo bogatym biostymulatorem, który zawiera:
- ekstrakt z 3 rodzajów alg morskich, pozyskiwany w ekskluzywnej technologii RyZea i wzbogacony fenylopropanoidami (prekursorami kwasu salicylowego), kwasami fulowymi i humusowymi,
- NPK w zrównoważonym stosunku azotu, fosforu i potasu z dodatkiem cynku,
- jod, który wpływa bezpośrednio na metabolizm i zdrowotność roślin.
Prawidłowe nawożenie jest istotne przy regulacji procesu fotosyntezy, a co za tym idzie – ma wpływ na metabolizm roślin.