sunč. energija + mineral.neživa materija organska živa materija

Podela hranjivih materijaMineralna hraniva:

usvajanje u mineralnom obliku, pretežno potiču iz stena i

minerala zemljištaOrganska hraniva:

usvajanje u molekularnom (mol. masa < 1000)

Podela hranjivih materija prema značaju za ishranu bilja

1. potrebni (esencijalni) elementi (17): C, O, H, N, P, K, S, Ca, Mg, Fe, B, Mn, Zn, Cu, Mo, Cl, Ni

2. korisni elementi (9): Co, Na, Si, Al, Se, V, Ti, La, Ce3. nekorisni i toksični elementi: Cr, Cd, U, Hg, Pb, As

Podela prema značaju i potrebnoj količini za ishranu bilja

potrebni (esencijalni) elementi makroelementi: C, O, H, N, P, K, S, Ca, Mg,

Fe mikroelementi: B, Mn, Zn, Cu, Mo, Cl, Ni

1. korisni elementi: Co, Na, Si, Al, Se, V, Ti, La, Ce2. toksični elementi: Cr, Cd, U, Hg, Pb, As

Esencijalni ili neophodni elementi

Utvrđivanje neophodnosti biljnih elemenata za biljke:• potreban tokom celog životnog ciklusa• ima posebnu funkciju koju ne može obavljati drugi element• ima neposrednu ulogu u biljnom metabolizmu • potreban za više od dve biljne vrste

Korisni elementi

1. nemaju fiziološku ulogu2. što su uslovi rasta nepovoljniji, uticaj na biljku im je veći3. delimična nespecifična zamena funkcije neophodnih elemenata

Prema fiziološko Prema fiziološko –– biobiohhemijskemijskoj ulozi oj ulozi biljna biljna hraniva mogu se podeliti hraniva mogu se podeliti

na četiri grupe: na četiri grupe:

Koren

Šema biomembraneŠema biomembrane

Mehanizam propustljivosti živih membrana još je Mehanizam propustljivosti živih membrana još je

uvijek nedovoljno poznat i pun zagonetki, ali se uvijek nedovoljno poznat i pun zagonetki, ali se

zna da materije mogu prolaziti kroz žive zna da materije mogu prolaziti kroz žive

membrane kada su rastvorljive unutar njih i kad je membrane kada su rastvorljive unutar njih i kad je

izvan ćelije veća koncentracija materija nego u izvan ćelije veća koncentracija materija nego u

njoj. Tada dolazi do pojava koje su poznate kao njoj. Tada dolazi do pojava koje su poznate kao

difuzijadifuzija i i osmozaosmoza

DifuzijaDifuzija - voda ne bi mogla ulaziti u ćeliju jer se ne voda ne bi mogla ulaziti u ćeliju jer se ne

rastvara u lipidima, ali ona lako ulazi u žive ćelijerastvara u lipidima, ali ona lako ulazi u žive ćelije

Osmoza -Osmoza - joni prolaze nasuprot gradijenta joni prolaze nasuprot gradijenta

koncentracije, pa im je koncentracija u ćelijama koncentracije, pa im je koncentracija u ćelijama

prosečno veća od spoljašnje sredine, odnosno prosečno veća od spoljašnje sredine, odnosno

tečne faze zemljišta. tečne faze zemljišta.

Pored fizičkih zakonitosti difuzije i osmoze, Pored fizičkih zakonitosti difuzije i osmoze,

postoji i aktivnan mehanizam unošenja materija u postoji i aktivnan mehanizam unošenja materija u

ćeliju koji troši energiju za taj rad.ćeliju koji troši energiju za taj rad.

Oblik usvajanja hranivaOblik usvajanja hranivaElemenElemen

t t Oblik Oblik

usvajanjausvajanja ElementElement Oblik Oblik usvajanjausvajanja

MoMo MoOMoO442-2- PP HH22POPO44

--, HPO, HPO442-2-

CuCu CuCu++,Cu,Cu2+2+ MgMg MgMg2+2+

ZnZn ZnZn2+2+ CaCa CaCa2+2+

MnMn MnMn2+2+ KK KK++

BB HH33BOBO33 NN NONO33- - NHNH44

++

FeFe FeFe3+3+,Fe,Fe2+2+ OO HH22OO

ClCl ClCl-- CC COCO22

SS SOSO442-2- HH HH22OO

Pojava prolaska nekih materija nerastvorljivih u lipidima Pojava prolaska nekih materija nerastvorljivih u lipidima pomoću izgradnje kompleksa često se naziva pomoću izgradnje kompleksa često se naziva olakšana olakšana difuzijadifuzija i ona se odvija uvek niz gradijent koncentracije i ona se odvija uvek niz gradijent koncentracije dok je dok je aktivni transportaktivni transport pojava usvajanja materija kroz pojava usvajanja materija kroz žive membrane nasuprot difuzionom gradijentu.žive membrane nasuprot difuzionom gradijentu.

Pasivno usvajanje hraniva temelji se Pasivno usvajanje hraniva temelji se

na fizičkim zakonima difuzije i na fizičkim zakonima difuzije i

osmoze, odnosno odvija se bez osmoze, odnosno odvija se bez

utroška energije.utroška energije.

Razmena materija između biljnih Razmena materija između biljnih

ćelija i tečne faze zemljišta moguća ćelija i tečne faze zemljišta moguća

je tim procesom samo u uslovima je tim procesom samo u uslovima

dovoljne vlažnosti zemljišta, ali i tada dovoljne vlažnosti zemljišta, ali i tada

uz velike preprekeuz velike prepreke

LipoidnaLipoidna i i ultrafiltracionaultrafiltraciona teorija su suviše teorija su suviše

pojednostavljeno shvaćanje mehanizma pojednostavljeno shvaćanje mehanizma

usvajanja hraniva i ne odgovaraju često usvajanja hraniva i ne odgovaraju često

činjeničnom stanju.činjeničnom stanju.

Apsorpciona teorijaApsorpciona teorija prema kojoj se usvajanje prema kojoj se usvajanje

hraniva obavlja na temelju razmene jona između hraniva obavlja na temelju razmene jona između

korena i koloidnih čestica na sledeći način:korena i koloidnih čestica na sledeći način:

+ +K + RCOOH RCOOK + H

Do razmene dolazi Do razmene dolazi

u ekvivalentnim u ekvivalentnim

količinama između količinama između

koloidnih čestica koloidnih čestica

zemljišta i korena zemljišta i korena

pa se ovaj način pa se ovaj način

usvajanja najčešće usvajanja najčešće

označava kao označava kao

kontaktno kontaktno

usvajanje hranivausvajanje hraniva. .

Kontaktno usvajanje Kontaktno usvajanje hranivahraniva

Međutim, poznato je Međutim, poznato je da biljke uzimaju da biljke uzimaju hraniva kako iz hraniva kako iz zemljišnog rastvora, zemljišnog rastvora, tako i kontaktnom tako i kontaktnom zamenom, pa veličina zamenom, pa veličina usvajanja na ovaj usvajanja na ovaj način zavisi od način zavisi od količine vode u količine vode u zemljištu, fizičko-zemljištu, fizičko-hemijskih osobina hemijskih osobina zemljišta, ali i zemljišta, ali i hemijskih osobina hemijskih osobina zemljišta pojedinih zemljišta pojedinih jonajona

Glineni Kontaktna Stani ni Stani naminerali zona zid membrana

KCaNa

HK H

CaKCaH

5 nm 1000 nm 8 nm

Biljke usvajaju i troše veliku količinu Biljke usvajaju i troše veliku količinu

vode od koje se samo manji dio zadržava za vode od koje se samo manji dio zadržava za

potrebe biljaka, dok veći deo u transpiracionoj potrebe biljaka, dok veći deo u transpiracionoj

struji čini tzv. struji čini tzv. tranzitnu vodutranzitnu vodu..

Ispitivanja su pokazala da je usvajanje Ispitivanja su pokazala da je usvajanje

pojedinih hraniva u korelaciji s intenzitetom pojedinih hraniva u korelaciji s intenzitetom

transpiracije, ali se to događa uglavnom na transpiracije, ali se to događa uglavnom na

plodnim zemljištima.plodnim zemljištima.

Strujanje vode i rastvorljivih materija u porama Strujanje vode i rastvorljivih materija u porama

zemljišta označava se kao zemljišta označava se kao protok maseprotok mase ili ili mass mass

flowflow..

Na zemljištima male plodnosti nema jače Na zemljištima male plodnosti nema jače

veze između transpiracije i usvajanja hraniva veze između transpiracije i usvajanja hraniva

što znači da biljka koristi druge mehanizme što znači da biljka koristi druge mehanizme

usvajanja jona. usvajanja jona. Stoga, pasivno usvajanje jona Stoga, pasivno usvajanje jona

na principima difuzije, kontaktne razmene i na principima difuzije, kontaktne razmene i

slobodnog protoka ima ograničeni značajslobodnog protoka ima ograničeni značaj

Put vode i mineralnih materija u korenuPut vode i mineralnih materija u korenu

Anatomska građa korena dopušta pasivno Anatomska građa korena dopušta pasivno usvajanje samo do usvajanje samo do endodermalnog slojaendodermalnog sloja ćelija s ćelija s nepropusnim nepropusnim Kasparijevim pojasomKasparijevim pojasom od od suberizovanih ćelijskih zidova. Tako, celokupna suberizovanih ćelijskih zidova. Tako, celokupna korenova kora predstavlja korenova kora predstavlja prividno slobodan prividno slobodan prostor korenaprostor korena u kome se voda s jonima kreće po u kome se voda s jonima kreće po zakonima difuzije. Savremena merenja pokazuju zakonima difuzije. Savremena merenja pokazuju da prividno slobodan prostor korena iznosi svega da prividno slobodan prostor korena iznosi svega 4-6% ukupne zapremine korena umesto 18-20% 4-6% ukupne zapremine korena umesto 18-20% koliko se prethodno mislilo.koliko se prethodno mislilo.

Prividno slobodan prostor korenaPrividno slobodan prostor korena, obuhvata , obuhvata intercelularne prostore i prostor između intercelularne prostore i prostor između plazmaleme i ćelijskog zida u korenovoj kori, a plazmaleme i ćelijskog zida u korenovoj kori, a granicu čini granicu čini Kasparijev pojasKasparijev pojas endoderma. Otuda, endoderma. Otuda, otpor i brzina kretanja vode i hraniva rastvorenih otpor i brzina kretanja vode i hraniva rastvorenih u njoj zavisi većim delom od kretanja vode kroz u njoj zavisi većim delom od kretanja vode kroz koru korena po tzv. koru korena po tzv. apoplastuapoplastu. Njega grade . Njega grade celulozne mikrofibrile duge 5-9 mm u matriksu celulozne mikrofibrile duge 5-9 mm u matriksu od neceluloznih polisaharida (pektini i lignini) i od neceluloznih polisaharida (pektini i lignini) i glikoproteina sa porama kroz koje se lako glikoproteina sa porama kroz koje se lako premešta voda.premešta voda.

Put vode po Put vode po simplastusimplastu je sporiji od kretanja po je sporiji od kretanja po apoplastuapoplastu jer svaka ćelija pruža znatan otpor (procenjen na 10 jer svaka ćelija pruža znatan otpor (procenjen na 10 KPa).KPa).

Aktivno usvajanje hranivaAktivno usvajanje hranivaDifuzija, nasuprot gradijentu Difuzija, nasuprot gradijentu

koncentracije nije moguća, jer je za koncentracije nije moguća, jer je za prelaženje materija iz područja niže prelaženje materija iz područja niže u područje više koncentracije u područje više koncentracije potrebno izvršiti rad (usvajanje potrebno izvršiti rad (usvajanje “uzbrdo”).“uzbrdo”).

Prenošenje materija kroz živu Prenošenje materija kroz živu membranu, nasuprot gradijentu membranu, nasuprot gradijentu koncentracije, obavlja se s više koncentracije, obavlja se s više različtih mehanizama, pa i uz različtih mehanizama, pa i uz pomoć pomoć molekula prenosilaca molekula prenosilaca proteinske ili fosfolipidne građeproteinske ili fosfolipidne građe..

Lipidi biomembrana Lipidi biomembrana ((fosfolipidi fosfolipidi ) imaju polarnu grupu ) imaju polarnu grupu rastvorljivu u vodi, dok im je lipidna rastvorljivu u vodi, dok im je lipidna grupa hidrofobna. grupa hidrofobna.

Biomembrane poseduju više različitih prenosnih Biomembrane poseduju više različitih prenosnih sistema za iste ili različite jone i molekule. Zbog toga sistema za iste ili različite jone i molekule. Zbog toga se izražena selektivnost, različita brzina usvajanja se izražena selektivnost, različita brzina usvajanja pojedinih hraniva i druge specifičnosti usvajanja pojedinih hraniva i druge specifičnosti usvajanja ostvaruju na više načina i različitim mehanizmima ostvaruju na više načina i različitim mehanizmima usvajanja pojedinih elemenata ishrane, putem usvajanja pojedinih elemenata ishrane, putem hemijske prirode nosača ili prirodom enzima koji hemijske prirode nosača ili prirodom enzima koji omogućuju vezivanje određenih materija na nosač. omogućuju vezivanje određenih materija na nosač.

Objašnjenje aktivnog usvajanja hraniva Objašnjenje aktivnog usvajanja hraniva pomoću posebnih prenosilaca dobipomoću posebnih prenosilaca dobijja na a na značaju s hipotezom značaju s hipotezom Lundegardovog Lundegardovog "anjonskog ili sonog disanja""anjonskog ili sonog disanja" (1932. god.) i (1932. god.) i ona je, uz veći broj novijih hipoteza, još ona je, uz veći broj novijih hipoteza, još uvijek aktuuvijek aktueelna u današnjem shvaćanju lna u današnjem shvaćanju transporta materija kroz žive membrane.transporta materija kroz žive membrane.

Prema Lundegardu biljke disanjem Prema Lundegardu biljke disanjem proizvode vlastite jone (Hproizvode vlastite jone (H++ i HCO i HCO33

--) koji se u ) koji se u ekvivalentnoj količini zamenjuju za jone ekvivalentnoj količini zamenjuju za jone spoljašnje sredine pa je na taj način moguće spoljašnje sredine pa je na taj način moguće unutar ćelije povećati koncentraciju jona unutar ćelije povećati koncentraciju jona iznad koncentracije u spiznad koncentracije u spooljašnjoj sredini.ljašnjoj sredini.

Transport jona kroz plazmalemu obavlja se specifičnim Transport jona kroz plazmalemu obavlja se specifičnim prenosnim mehanizmom. Naime, prenosioci (prenosnim mehanizmom. Naime, prenosioci (carriercarrier)) su su organske materije koje se vežu s jonima i u obliku organske materije koje se vežu s jonima i u obliku nastalog kompleksa putuju od spoljašnje do unutrašnje nastalog kompleksa putuju od spoljašnje do unutrašnje strane membrane.strane membrane.

T – prenosilacTP – aktivirani prenosilac

- kompleks prenosilac jon - jon

Funkcija molekula prenositelja u Funkcija molekula prenositelja u aktivnom transportuaktivnom transportu

Teorija prenosilaca, iako vrlo logična i shvatljiva, nije Teorija prenosilaca, iako vrlo logična i shvatljiva, nije još potvrđena jer još nije uspelo izdvajanje posebnih još potvrđena jer još nije uspelo izdvajanje posebnih molekula nosača. Također, mnoga istraživanja molekula nosača. Također, mnoga istraživanja pokazuju da između disanja i usvajanja jona nema pokazuju da između disanja i usvajanja jona nema uvijek čvrste korelacije.uvijek čvrste korelacije.Usvajanje hranjivih materija je različito, zavisno od biljne vrste, Usvajanje hranjivih materija je različito, zavisno od biljne vrste, ali je uglavnom veće kod korova u odnosu na "kulturne" vrste. ali je uglavnom veće kod korova u odnosu na "kulturne" vrste. Jedan dio objašnjenja je u značaju aktivne površine korena, Jedan dio objašnjenja je u značaju aktivne površine korena, njegove sposobnosti zamene, količini i vrsti korenovih izlučevina njegove sposobnosti zamene, količini i vrsti korenovih izlučevina sposobnih za mobilizaciju hraniva.sposobnih za mobilizaciju hraniva.

Usvajanje hraniva listomUsvajanje hraniva listom preko lista se može uspešno usvajati voda, mineralne i preko lista se može uspešno usvajati voda, mineralne i organske materijeorganske materije nema veće razlike između usvajanja mineralnih materija nema veće razlike između usvajanja mineralnih materija listom i korenomlistom i korenom mineralne materije preko lista se usvajaju mineralne materije preko lista se usvajaju kroz kutikulu i kroz kutikulu i epidermalne ćelije, ćelije zatvaračice, stome i dlačice na listuepidermalne ćelije, ćelije zatvaračice, stome i dlačice na listu..

KutikulaKutikula predstavlja prepreku lakom usvajanju kroz predstavlja prepreku lakom usvajanju kroz list, a njenu propustljivost određuje hemijski sastav i list, a njenu propustljivost određuje hemijski sastav i struktura.struktura.

Za ćelijski zid kutikula je vezana Za ćelijski zid kutikula je vezana pektinompektinom

Kutikula se sastoji iz Kutikula se sastoji iz matriksa koji čini matriksa koji čini kutinkutin (polimer kiselina C(polimer kiselina C1616 i C i C1818) u ) u koji je ugrađen koji je ugrađen kutikularni kutikularni vosakvosak (ugljikovodici dugog (ugljikovodici dugog lanca Clanca C22 22 - C- C3434, alkoholi, , alkoholi, masne kiseline i estri), a na masne kiseline i estri), a na površini je sloj površini je sloj epikutikularnog voskaepikutikularnog voska sličnog sastava.sličnog sastava.

epikutikularni vosakkutikula

kutinizirani sloj

pektinski slojcelulozni sloj

= vosak

= kutin

= pektin

= celuloza

Ćelijski zid ne predstavlja veću prepreku prolaženju rastvorljivih materija u vodi jer posjeduje velik broj hidrofilnih grupa (celuloze i kemiceluloze) i veliki broj mikropora pa predstavlja prividno slobodan prostor analogno korijenu.

Ektodezme smeštene na spoljašnjemom zidu epidermalnih ćelija potpomažu usvajanje. One nisu plazmatične građe kao plazmodezme, već je to sistem pora u celuloznoj građi ćelijskog zida.

Hranjive materije su praktično usvojene listom tek kad prođu kroz plazmalemu, što je fiziološki analogno korenskim mehanizmima usvajanja hraniva.Poznavanje pokretljivosti elemenata usvojenih listom ima praktičan značaj zbog primene folijarne ishrane. . Elementi usvojeni putem lista su različito pokretljivi:

pokretljivipokretljivi: : N, K, Na, Mg, P, S i Cl,N, K, Na, Mg, P, S i Cl,srednje pokretljivisrednje pokretljivi:: Fe, Mn, Zn, Cu i Mo iFe, Mn, Zn, Cu i Mo iteško pokretljiviteško pokretljivi:: Ca i BCa i B

Apsorpcija organskih jedinjenjaApsorpcija organskih jedinjenja

amino kiseline, prostije šećere, organske amino kiseline, prostije šećere, organske kiseline, glicerolkiseline, glicerol

Pinocitoza Pinocitoza predstavlja proces predstavlja proces uusvajanja organskih jedinjenja svajanja organskih jedinjenja pomoću plazmatičnih pseudopodija, pomoću plazmatičnih pseudopodija, invaginacije membranainvaginacije membrana

14.01

7 1.03AZOT

N

14.01

7 1.03AZOT

N

relativna atomska masa

gustina u čvrstom stanju (g/cm3)

biogeni element agregatno stanje gas

atomski broj

imeazotazotum (lat.)azotos (grč.)nitrogen (eng.)Stickstoff (njem.)azote, nitrogène (fran.)azoto (tal.)

14.01

7 1.03AZOT

N1772. godine azot je otkrio Lavoisier i nazvao ga AZOTE prema grčkoj riječi AZOTIKOS = beživotan

14.01

7 1.03AZOT

N

elektronska konfiguracija

1s2, 2s2, 2p3

tri nesparena e – u p-orbitalama

14.01

7 1.03AZOT

N

primanjem elektrona nastaju jonski spojevi azota koji u svojoj strukturi imaju NITRIDNE jone

poznat je i AZIDNI jon N3 –

14.01

7 1.03AZOT

N

karakteristična kovalentna veza

:N≡N:

14.01

7 1.03AZOT

N

s vodonikom gradeći tri kovalentne veze nastaje amonijak koji je pri sobnoj temperaturi gas

NH3

14.01

7 1.03AZOT

N

s kiseonikom stvara kisele okside u kojima je različit oksidacijski broj azota:

N2O azotni (I) oksid

anestetik

NO azotni (II) oksid otrovan

N2O3 azotni (III) oksid

anhidrid azotne kiseline

NO2 azotni (IV) oksid otrovan

N2O4 azotni tetraoksid

otrovan

N2O5 azotni (V) oksid

bezbojna nestabilna čvrsta materija anhidrid azotne kiseline

14.01

7 1.03AZOT

N

amonijak NH3

najvažniji produkt hemijske industrije

katalitička sinteza iz elemenata H i N

1. H iz prirodnog gasa + vodena para

2. N iz vazduha

temp. 550 C i pritisak 150-400 bara

redukciono sredstvo

rasprostranjenost

> ¾ atmosfere

masa vazduha 5,2 1018 kg

masa N 3,8 1018 kg

86,5 t/ha

osnovni biogeni element

čilska salitra NaNO3

N2 78.03 %

O2 21.00 %

Ar 0.94 %

CO2 0.03 %

Izgrađuje proteine, amine, amide, nukleinske kiseline, hlorofil, hormone, amino kiseline, svaku ćeliju i svaki deo ćelije utiče na veličinu lisne površine proces fotosinteze, utiče na rastenje i razviće vodni režim biljaka, otpornost biljaka prema suši, niskim i visokim temperaturama i bolestima Izvori azota za biljke: 0,1%, humus, NH4,NO3,NO2

Apsorpcija: NH4+, NO3

-

Azot u biljciAzot u biljci: najviše list, najmanje stablo i plodZnaci suficita i deficita:

SUVIŠAK AZOTA U BILJCI pojačan vegetativni rast, gigant biljke slaba sinteza sklerenhimskih ćelija na račun parenhima, pa su ćelije nežne i spužvaste,osjetljive na bolesti, infekcije i poleganje biljke jako zelene boje s produženom vegetacijom

relativna atomska masa

gustina u čvrstom stanju (g/cm3)

biogeni element

atomski broj

imefosforphosphor (lat.)phosphorus (eng.)Phosphor (njem.)phosphore (fran.)fosforo (tal.)

elektronska konfiguracija

K 1s2

L 2s2, 2p6

M 3s2, 3p3

pet e – u M ljusci, osam e - u L ljusci

modifikacije fosfora:

beli fosfor – nestabilan, otrovan, samozapaljiv

crveni fosfor – stabilniji, neotrovan, nerastvorljiv

oksidacijski stepeni:

-3 fosfin, PH3, nema praktični značaj

+1 P u hipofosfitnoj kiselini (HPH2O2)

+3 P u trihalogenidima (PF3, PCl3, PBr3, PI3)

i fosforastoj kiselini H2PHO3

+4 P u fosfor (IV)oksidu P4O8 i hipodifosfitnoj k.

+5 P u fosfor (V)oksidu P4O10 i fosfatnoj kiselini

(H3PO4) i njenim solima - fosfatima

• zbog velike hemijske aktivnosti u prirodi nije elementaran

• prirodni minerali: fosforiti Ca3(PO4)2

apatiti Ca5(PO4)3F ili Cl ili OH

guano – izmetine ptica

- nemetal

- u prirodi u zemljištu i u biljkama u petovalentnom obliku

- značajna organska jedinjenja: nukleoproteidi, fosfolipidi

Značaj: konstitucioni elemenat, ulazi u sastav: fosfosfolipida, nukleotida, nukleinskih kiselina, enzima, makroergičnih jedinjenja

zemljište sadrži 0.02 – 0.15 % u organskom i mineralnom obliku u zemljištu najčešće u formi ortofosfata potiče od razgradnje matičnih stena, najčešće apatita ima ga u 170 minerala (različite rastvorljivosti) sadržaj u mineralnom obliku (oko 40-80 %) u organskom obliku (oko 20-60 %)

Fosfor vezan u mineralima u alkalnim zemljištima prevlađuju Ca-fosfati:

dikalcijum fosfat - CaHPO4

dikalcijum fosfat - sa vodom CaHP04 x2H2O

trikalcijum fosfati – Ca3(PO4)2

apatiti – hidroksiapatit nešto rastvorljiviji od F i Cl apatita raspadanjem apatita nastaju lakše rastvorljivi fosfati

u kiselim zemljištima nastaju teško topivi Al i Fe, Mn fosfati

FOSFOR U BILJCIbiljka ga apsorbuje aktivno i pasivno putem korena i lista, brzo se kreće kroz biljku ascedentno i descedentno-koncentracije u biljci variraju 0,3 –0,5 % P-biljka prima fosfor kao H2P04

- i HP042-, te ga ugrađuje u organske

materije bez redukcije u biljci najviše u semenu i mladim delovimau biljci najviše u semenu i mladim delovima učestvuje u fotosintezi, sintezi skroba, proteina, skraćuje učestvuje u fotosintezi, sintezi skroba, proteina, skraćuje vegetaciju, utice na cvetanjevegetaciju, utice na cvetanje

ZNACI NEDOSTATKAZNACI NEDOSTATKA- nedostatak P je česta pojava, ali biljka ne odumire odmah, jerdelovanjem fosfataze započinje razgradnja organskog P-nedostatak P usporava metabolizam, slabiji je rast i razvojnedostatak P usporava metabolizam, slabiji je rast i razvojbiljke, ali i korena, biljke, ali i korena, lišće je manje, kao i pri nedostatku N, jer je lišće je manje, kao i pri nedostatku N, jer je vezano sa procesom rasta biljke, manjak se javlja prvo vezano sa procesom rasta biljke, manjak se javlja prvo na starijem na starijem lišću jer fosfataza razlaže organske jedinjenjališću jer fosfataza razlaže organske jedinjenja

- u početku gladovanja – pojava modrozelene boje, zbogpojačane sinteze hlorofila a- kasnije pojačana sinteza antocijana pa su boje crvenkastei purpurne- na kraju tamno bronzane boje, smeđe nekroze, pojavaožegotina

Znaci nedostatka fosfora

kalijum

otpuštanjem 1 elektrona nastaju jonski spojevi u kojima je metal elektron donor i postaje katjon, a element s desne strane periodnog sustava (npr. Cl) je elektron akceptor i postaje anjon

prirodno nalazište K su njegove soli:

silvin KCl

karnalit KCl × MgCl2 × 6H2O

kainit KCl × MgSO4 × 3H2O

polihalit K-Ca-Mg-sulfat

KALIJUMKALIJUM nije konstitucioni elemenatnije konstitucioni elemenat 0.05 – 3% nekad i 7% u zemljištu iz geološkog 0.05 – 3% nekad i 7% u zemljištu iz geološkog

substratasubstrata najviše K u kristalnim rešetkama: gnajs, granit, ilit, najviše K u kristalnim rešetkama: gnajs, granit, ilit,

vermikulitvermikulit u biljci: list, mladi delovi, tačke rasta, apsorpcija u biljci: list, mladi delovi, tačke rasta, apsorpcija

aktivna, aktivna, kalijumove biljke: šećerna repa, vinova loza, duvan, kalijumove biljke: šećerna repa, vinova loza, duvan,

spanaćspanać otvorenost stoma, fotosinteza, sinteza šećera, nitrati, otvorenost stoma, fotosinteza, sinteza šećera, nitrati,

otpornost, reguliše transpiraciju, enzimi, sinteza ATPotpornost, reguliše transpiraciju, enzimi, sinteza ATP

NEDOSTATAK KALIJUMANEDOSTATAK KALIJUMA javlja se na starjavlja se na starijeijem lišću jer je vrlo pokretan u biljcim lišću jer je vrlo pokretan u biljci mladi listovi slabije razvijeni - uopšte smanjen rast mladi listovi slabije razvijeni - uopšte smanjen rast

biljakabiljaka nakon nastanka nakon nastanka tamnozelene boje - -na rubovima nastaje tamnozelene boje - -na rubovima nastaje

hloroza, pa nekroze odnosno ožegotinehloroza, pa nekroze odnosno ožegotine (smeđe) (smeđe) (ne stvaraju se organska jedinjenja, (ne stvaraju se organska jedinjenja,

Nedostatak kalijumabukva grab hrast

Nedostak K na voćkama

Nedostatk K je specifičan kod djeteline – bele točkice uz rublista koje kasnije posmeđe

-Nedostatak K kod kukuruza (monokotiledone)

Nedostatak K na biljkama iz familije Brasicaceae

krompir heljda

relativna atomska masa

gustoća u čvrstom stanju (g/cm3)

biogeni element

atomski broj

imekalcijcalcium (lat.)calcium (eng.)Calcium (njem.)calcium (fran.)calcio (tal.)

KALCIJUMKALCIJUM

konstitucioni elemenat, pektinati u zemljištu 1.37%, karbonati, fosfati, organska jed., više u glinovitim, u kiselim – jako ispransekundarni minerali- kalcit (CaCO3) – 40 % Ca,

- dolomit (MgCO3 x CaCO3) – 22 % Ca

- gips (CaSO4 x 2H2O) – 23 % Ca

- različiti kalcijumovi fosfatiCa3(PO4)2….trikalcijum fosfat

CaHPO4……..dikalcijum fosfat

Ca(H2PO4)2…monokalcijum fosfat

relativna atomska masa

gustoća u čvrstom stanju (g/cm3)

biogeni element

atomski broj

imemagnezijmagnesia (lat.)magnesium (eng.)Magnesium (njem.)magnésie (fran.)magnesia (tal.)

• Mg se u ogromnim količinama nalazi u morima

• na kopnu čini dolomitne planinske lance (MgCO3 CaCO3)

• u rudnicima mineral karnalit KCl MgCl2 6H2O

Mg je konstrukcijski materijal (legure s Al, Zn, Mn) jer je lagan

reaktivan metal, ali je na vazduhu postojan zbog pasivizacije (s vodenom parom čini pokoricu teško rastvorljivog Mg(OH)2)

karakteristika oksida je alkalnost

Mg(OH)2 je teško rastvorljiv

MgSO4 7H2O “gorka sol”, purgativ

MAGNEZIJUM U ZEMLJIŠTUMAGNEZIJUM U ZEMLJIŠTU

količine variraju zavisno od matičnog količine variraju zavisno od matičnog supstratasupstrata

lagana zemljišta 0,05 %lagana zemljišta 0,05 % teža, glinena tla do 0,5 %teža, glinena tla do 0,5 % karbonata (MgC0karbonata (MgC033))

dolomita (CaC0dolomita (CaC033 x MgC0 x MgC033))

sulfata (MgS0sulfata (MgS044); u aridnim predelima – ); u aridnim predelima –

solonec i solončaksolonec i solončak biljci najlakše dostupan

- u zemljišnom rastvoru - Mgu zemljišnom rastvoru - Mg2+2+

- - vezan na koloide zemljišta u izmenljivom oblikuvezan na koloide zemljišta u izmenljivom obliku

Antagonisti Mg K+, Ca+2, NH4

+ - neutralna i alkalna zemljišta H+, Mn+2, Al+3 - kisela zemljištaMg/K - na antropogenim zemljištima gde se puno đubri kalijumomMg/Ca - višak Ca - manjak Mg – aridni usloviMg/NH4 - pri intenzivnom đubrenju amonijačnim

đubrivima ili stajnjakom Sinergizam

Mg povoljno djeluje na apsorpciju fosfatnog iona,Mg povoljno djeluje na apsorpciju fosfatnog iona,

jer se već u korenu fosfat ugrađuje u fosfatna jer se već u korenu fosfat ugrađuje u fosfatna

jedinjenja i kao takav se premešta kroz biljkujedinjenja i kao takav se premešta kroz biljku

Magnezij u biljkamabiljke usvajaju Mg u jonskom obliku kao Mg2+

sadržaj Mg u biljkama je prosečno 0,1 – 1,0 % u suvoj materiji, a dobro su snabdevene biljke ako sadrže 0,15 – 0,35 %prosečno je u biljkama 50 % Mg slobodno te je vrlo značajan kao elektrolit30 % Mg vezano je za koloide protoplazme, a oko 15 % ugrađeno je u hlorofil

Mg ulazi u sastav hlorofila

neutrališe višak kiselina gradeći Mg-oksalat

stvarajući Mg-pektinat izgrađuje membrane

aktivator enzima: peptidaze, dehidrogenaze

Fotosinteza, sinteza skroba, proteina,

smanjuje transpiraciju, enzimi,

važan za sintezu karotinoida

Nedostatak i suvišak magnezijuma

1. simptomi prvo na starijem lišću kao hloroza, a zatima na mlađem lišću

2. tipična “parenhimska” hloroza kod dikotiledona, a pegavost kod monokotiledona (trakasta hloroza)

3. usled jačeg deficita list poprima naranđastu, crvenu i ljubičastu boju, pojavljuju se nekrotične površine, a nervi ostaju zeleni

4. niži intezitet rasta uz pad prinosa (nakupljanje neproteinskog azota, smanjena fotosinteza, smanjen transport skroba iz lista)

5. osetljivost žitarica na deficit Mg naročito u vlatanju

6. deficit Mg češći na lakim peskovitim zemljištima

7. Mg je u suvišku retko (na dolomitima)

8. Uslovljava nedostatak K i Ca

Vinova loza

Nedostatak Mg na peskovitom zemljištu

uticaj deficita Mg na suncokretu na peskovitom zemljištu pH 4,5

krompir

SUMPORSUMPORSumpor je rasprostranjen elemenat u prirodi. Sumpor je rasprostranjen elemenat u prirodi. U zemljištu potiče iz matičnih stena gde se U zemljištu potiče iz matičnih stena gde se nalazi najviše u obliku sulfida i prilikom nalazi najviše u obliku sulfida i prilikom njihovog raspadanja oslobađa se i brzo njihovog raspadanja oslobađa se i brzo oksidiše.oksidiše.

Oksidaciju obavljaju sumporne bakterije. Oksidaciju obavljaju sumporne bakterije. Energiju oslobođenu prilikom oksidacije Energiju oslobođenu prilikom oksidacije sulfida do Hsulfida do H22SOSO44 mikroorganizmi koriste u mikroorganizmi koriste u procesu hemosinteze za asmilaciju ugljenika:procesu hemosinteze za asmilaciju ugljenika:

2 2 2

2 2 2 4

2H S + O 2H O + 2S + 510,79 KJ

2S + 3O + 2H O 2H SO + 1180,68 KJ

U sU saavremenoj, industrijskoj eri sumpor vremenoj, industrijskoj eri sumpor se se nagomilavanagomilava u u zemljištuzemljištu i taloženjem iz i taloženjem iz atmosfere gde se nalazi kao SOatmosfere gde se nalazi kao SO22 ili H ili H22S. S. Procenjuje se da godišnja Procenjuje se da godišnja eemisija sumpor misija sumpor dioksida u atmosferu iznosi oko 3dioksida u atmosferu iznosi oko 3101088 t ili t ili 10-40 kg S/ha.10-40 kg S/ha.

U područjima s jakom industrijom, koja U područjima s jakom industrijom, koja energiju dobienergiju dobijja sagorevanjem uglja, u a sagorevanjem uglja, u zemljištezemljište može dospeti i do 200 kg S/ha može dospeti i do 200 kg S/ha godišnje.godišnje.

OObogaćivanje bogaćivanje zemljištazemljišta sumporom sumporom obavlja se obavlja se ii đubrenjemđubrenjem superfosfatom i superfosfatom i sredstvima za zaštitu bilja koja ga sadrže.sredstvima za zaštitu bilja koja ga sadrže.

Al

O

Al

Al

OH

O – S = O

Al

O

Al

OH

Al

OH

OH

Oxi

de

Min

era

l

+ SO42-

O

O

OH

+ OH-

AdsorpAdsorpcija sulfata u zemljištucija sulfata u zemljištug

lin

ag

lin

a

glin

ag

lin

a

Sumpor u zemljištuSumpor u zemljištu

U U zemljištzemljištu se u se SS nalazi u org nalazi u org.. i i mineralnommineralnom obliku obliku. Više ga je kod niskog . Više ga je kod niskog pHpH. .

ZemljištaZemljišta umerenog klimata imaju umerenog klimata imaju ukupan sadržaj sumpora 0.0ukupan sadržaj sumpora 0.0005-0.5-0.004040 %. %. U ocedU ocednnim i prozračnim im i prozračnim zemljištimazemljištima najveći dnajveći deeo sumpora nalazi se u o sumpora nalazi se u organskoj organskoj materijimateriji (60-90 % ukupnog S (60-90 % ukupnog S zemljištzemljišta).a).

Manji dManji deeo o mineralnmineralnog sumpora može og sumpora može se nalaziti u kiselim se nalaziti u kiselim zemljištzemljištima (ispod pH ima (ispod pH 5.5) vezan na adsorpci5.5) vezan na adsorpcionioni kompleks, dok kompleks, dok je najveći dje najveći deeo u obliku o u obliku rastvorljivihrastvorljivih ili ili nenerastvrastvoorrljivih soli.ljivih soli.

Sulfatni anSulfatni anjjon lako je pokretljiv u on lako je pokretljiv u zemljištzemljištuu, što predstavlja realnu opasnost , što predstavlja realnu opasnost za ispiranje za ispiranje SS. U krajevima s velikom . U krajevima s velikom količinom količinom padavinapadavina može se isprati i više može se isprati i više od 100 kg S/ha godišnje.od 100 kg S/ha godišnje.

Gubitak Gubitak S S iz iz zemljištzemljišta može biti i a može biti i volatizacijom u redukcivolatizacijom u redukcionimonim u uslovslovima u ima u obliku Hobliku H22SS..

Na području Na području SrbijeSrbije nije utvrđen manjak nije utvrđen manjak sumpora u sumpora u zemljištuzemljištu iako je bilo sumnji i iako je bilo sumnji i ispitivanja u nekim krajevima, dok npr. u ispitivanja u nekim krajevima, dok npr. u SAD-u na 10% obradivih površina SAD-u na 10% obradivih površina sumpora nema dovoljno u sumpora nema dovoljno u zemljištuzemljištu..

Nedostatak S može se javiti na Nedostatak S može se javiti na karbonatnim zemljištima bogatim Fe i karbonatnim zemljištima bogatim Fe i humusom slabo podložnom mineralizaciji, humusom slabo podložnom mineralizaciji, ali i u zemljištima siromašnim humusom.ali i u zemljištima siromašnim humusom.

Glavni izvor nadoknade S u zemljištu Glavni izvor nadoknade S u zemljištu su sulfati iz mineralnih đubriva, ali i su sulfati iz mineralnih đubriva, ali i atmosfera. Oko 150 do 200 miliona tona atmosfera. Oko 150 do 200 miliona tona sumpora godišnje dospeva u atmosferu sumpora godišnje dospeva u atmosferu vulkanskim erupcijama, prirodnim vulkanskim erupcijama, prirodnim procesima iz okeana i močvara, kao i iz procesima iz okeana i močvara, kao i iz industrijskih objekata.industrijskih objekata.

Suvišak S u zemljištu je nepoželjan jer Suvišak S u zemljištu je nepoželjan jer dovodi do zakišeljavanja za koje se dovodi do zakišeljavanja za koje se smatra da uzrokuje izumiranje šuma u smatra da uzrokuje izumiranje šuma u mnogim krajevima Europe, a takve pojave mnogim krajevima Europe, a takve pojave sve su više prisutne i kod nas sve su više prisutne i kod nas

Sumpor u biljkamaSumpor u biljkama

Biljke usvajaju sumpor pretežito Biljke usvajaju sumpor pretežito kao ankao anjjon SOon SO44

2-2- i u tom obliku nalazi i u tom obliku nalazi se u protoplazmi biljaka kao se u protoplazmi biljaka kao mineralna rezerva.mineralna rezerva.

KKod ugradnje od ugradnje S S u organsku u organsku materijumateriju potrebna je redukcija potrebna je redukcija sumpora. Sumpor se lako usvaja i iz sumpora. Sumpor se lako usvaja i iz atmosfere u obliku SOatmosfere u obliku SO22, ,

Najviše sumpora zahtevaju kupus, Najviše sumpora zahtevaju kupus, karfiolkarfiol i luk i luk. Njihovi zahtevi mogu . Njihovi zahtevi mogu iznositi do 45 kg S/ha.iznositi do 45 kg S/ha.

Mehanizam usvajanja S nije do Mehanizam usvajanja S nije do danas u potpunosti razjašnjen.danas u potpunosti razjašnjen.

U biljkama sumpor gradi U biljkama sumpor gradi estre sulfatne kiselineestre sulfatne kiseline (R-SO (R-SO33H) H)

koji su neophodni za sintezu koji su neophodni za sintezu cisteinske kiselinecisteinske kiseline..Aminokiseline sa sumporom Aminokiseline sa sumporom cisteincistein (R-SH), (R-SH), metioninmetionin (R-(R-S-R) i S-R) i cistincistin (R-S-S-R) sadrže oko 50% sumpora u (R-S-S-R) sadrže oko 50% sumpora u biljkama.biljkama.Sumpor Sumpor učestvujeučestvuje u građi mnogih enzima ( u građi mnogih enzima (proteazeproteaze, , ureazeureaze i dr.), sekundarnih biljnih i dr.), sekundarnih biljnih jedinjenjajedinjenja kao što su kao što su glukozidiglukozidi Osim toga, sadrže ga vitamini Osim toga, sadrže ga vitamini biotinbiotin ((vitamin vitamin H) i H) i tiamintiamin ((vitamin vitamin B1), zatim različiti antibiotici itd.B1), zatim različiti antibiotici itd.Sumpor sudeluje i u održavanju oksido-redukcionih Sumpor sudeluje i u održavanju oksido-redukcionih procesa, deluje na inicijalizaciju deobe ćelija, procesa, deluje na inicijalizaciju deobe ćelija, sudeluje u mehanizmu transporta elektrona itd.sudeluje u mehanizmu transporta elektrona itd.

Manjak raspoloživog S vrlo je redak, posebno u Manjak raspoloživog S vrlo je redak, posebno u industrijskim zonama gde veći deo potreba za industrijskim zonama gde veći deo potreba za sumporom biljke mogu podmiriti iz atmosfere.sumporom biljke mogu podmiriti iz atmosfere.

Simptom nedostatka sumpora sličan je Simptom nedostatka sumpora sličan je deficitu azota, ali se hloroza zapaža prvo na deficitu azota, ali se hloroza zapaža prvo na mlađem lišću (za razliku od azota gdje se mlađem lišću (za razliku od azota gdje se nedostatak zapaža prvo na starijem). nedostatak zapaža prvo na starijem).

hloroza se javlja prvo u blizini lisnih nerava, dok kod uljane repice i šećerne repe lišće može dobiti ljubičastu nijansu zbog povećane sinteze antocijanina.

Često se zapaža da je stabljika kraća, listovi su deblji, uži

Toksičnost SO2