La nutrizione minerale
Ovvero gli ioni inorganici necessari alla pianta e modalità
di assorbimento e assimilazione
Assorbimento degli elementi minerali: riguarda il loro
prelievo dal suolo da parte delle radici
Assimilazione degli elementi minerali: riguarda
l’incorporazione degli elementi minerali nei composti
organici quali pigmenti, cofattori di enzimi, lipidi, acidi
nucleici o amminoacidi
Necessita’ nutritive della pianta
Non tutti gli elementi minerali presenti nella
biosfera sono necessari per la crescita e sviluppo
della pianta, soltanto alcuni si sono dimostrati
essenziali
Elemento essenziale: elemento con un definito ruolo
fisiologico la cui assenza
impedisce il completamento del
ciclo biologico di una pianta
Macronutrienti: elementi
richiesti
in
notevole
quantita’ per la crescita
della pianta
Micronutrienti: elementi
richiesti in tracce o
piccole quantita’ per la
crescita della pianta
(elevata presenza di tali
elementi nella sostanza
secca).
(presenza di tracce di tali
elementi nella sostanza
secca).
Funzione biologica degli elementi
•C, H, O – carboidrati
amido
cellulosa
•C, H, O, N, S – Proteine
Es. Metionina
•C, H, N, O, P – Fosfolipidi
•Ca – lamella mediana, segnalazione
•Mg – clorofilla
P – DNA, ATP
•K – turgidità della cellula
•Cl – turgidità della cellula e attività
enzimatica
Come si fa a dimostrare che un elemento è essenziale?
Colture idroponiche
Esempio di terreno nutritivo per piante
Un problema della crescita delle piante in soluzione
nutritiva è la disponibilità di Fe
Il Fe fornito come sale inorganico (es. FeSO4 o Fe(NO3)2
può precipitare come idrossido di Fe
Se nella soluzione sono presenti sali di fosfato si
formerà anche l’insolubile fosfato di Fe
Sali insolubili o parzialmente
solubili possono essere
assimilati mediante l’uso di
chelanti
DTPA o
Acido
pentetico
Sintomi di specifiche carenze nutrizionali
Sintomi della carenza di elementi nutritivi sono
l’espressione dei disordini metabolici che risultano
dall’insufficiente
essenziale
rifornimento
dell’elemento
Nelle carenze nutrizionali si deve considerare anche la
mobilità di un elemento
I sintomi da carenza si
manifestranno per
primi nelle foglie più
vecchie
I sintomi da carenza si
manifestranno per
primi nelle foglie più
giovani
Relazione tra abbondanza di
nutrienti e resistenza ai patogeni
Solo lo stress da carenza di
nutrienti e’ dannoso?
Relazione fra resa o crescita e contenuto di elementi nutritivi
Contenuto minimo
dell’elemento nel
tessuto, che è correlato
con la massima crescita
o resa
Per valutare la relazione fra l’accrescimento e il
contenuto di un elemento nutritivo nel tessuto si
costruiscono diverse curve, una per ogni elemento, una per
ogni tessuto ed età del tessuto.
Poiché N, P e K sono i principali responsabili della
limitazione della produttività agricola, è importante
produrre almeno le curve per questi elementi
Trattamento delle carenze nutrizionali
Implica:
•Analisi del terreno
•Somministrazione di fertilizzanti chimici o organici
1. I fertilizzanti chimici contengono sali inorganici
(generalmente macronutrienti) e possono essere:
•
diretti se contengono solo un elemento (es.
superfosfati, nitrato di ammonio)
•
composti se contengono due o più elementi (la
loro % viene indicata; es. 14-14-10, corrisponde
alla % di N, P e K)
2. I fertilizzanti organici contengono gli elementi
nutritivi minerali nella forma di molecole organiche
complesse.
In questo caso le sostanze organiche prima di rendere
disponibili gli elementi minerali devono essere
degradate dai microrganismi attraverso un processo
detto mineralizzazione
Relazione tra pH
del suolo e
disponibilità degli
elementi nutritivi
I fertilizzanti chimici possono anche essere applicati
per modificare il pH del suolo
•L’aggiunta di calce può essere usata per aumentare il pH dei
suoli acidi
•L’aggiunta di zolfo può essere usata per diminuire il pH
dei suoli alcalini
Per il reperimento di H2O ed elementi minerali le
piante sviluppano un esteso sistema radicale
Il microambiente che circonda le radici è detto rizosfera
Il sistema radicale delle
dicotiledoni si sviluppa lungo
un singolo asse radicale
principale detto radice
primaria, da cui si sviluppano
le radici secondarie
Sistema radicale fibroso delle
monocotiledoni. I tre-sei assi radicali
primari sono affiancati da radici avventizie
(dette nodali o di sostegno), che sono
importanti per l’assorbimento ma anche per
il sostegno, ma non vanno in profondità come
la radice primaria delle dicotiledoni
Lo sviluppo della radice
dipende dall’attività dei
meristemi apicali e
laterali
Le condizioni idriche del terreno hanno una notevole
importanza sullo sviluppo del sistema radicale
A)
Radici monocotiledoni (suolo arido)
B)
Radici monocotiledoni (suolo irrigato)
L’assorbimento degli elementi minerali avviene
sull’intera superficie radicale
Le cellule epidermiche delle radice hanno estensioni, peli
radicali, che aumentano la superficie di assorbimento
Maggiore assorbimento nella parte apicale della radice
Le parti più vecchie hanno un’esodermide, cellule con
pareti cellulari con sostanze cerose, idrofobiche.
Micorrize
Associazione di funghi micorrizici con il sistema radicale
Risultano micorrizate l’83% di dicotiledoni
monocotiledoni e tutte le gimnosperme.
ed
il
79%
di
Le Micorrize amplificano il sistema radicale e facilitano l’acquisizione
di elementi minerali come il fosforo (relativamente immobile).
Le piante cedono carboidrati ai funghi.
Le piante tendono comunque a sopprimere l’associazione micorrizica
in condizioni di elevata disponibilita’ di elementi nutritivi
Micorrize ectotrofiche
Funghi micorrizici
Micorrize vescicolo-arbusculari
Micorrize ectotrofiche
Le ife fungine circondano la
radice producendo una guaina
fungina che penetra nello
spazio
intercellulare
del
parenchima corticale
per
formare il reticolo di Hartig.
Micorrize vescicolo-arbuscolari
Le ife fungine crescono fra gli
spazi intercellulari di parete del
parenchima corticale e penetrano
all’interno delle singole cellule.
Le ife non rompono le membrane
ma vengono circondate da esse
formando vescicole o arbuscoli.
Questi ultimi partecipano agli
scambi di elementi nutritivi.
