การลำเลียงธาตุอาหารของพืช
น้ำที่พืชลำเลียงผ่านชั้นคอร์เทกซ์ของรากเข้าสู่ไซเลม มีธาตุอาหารต่าง ๆ ที่รากดูดจากดินละลายอยู่ด้วย
การลำเลียงธาตุอาหารต่าง ๆ มีความซับซ้อนมากกว่าการลำเลียงน้ำ เพราะเซลล์มักไม่ยอมให้ธาตุอาหารเคลื่อนที่
ผ่านเข้าออกได้โดยอิสระ
กระบวนการเคลื่อนที่ของธาตุอาหารต่างๆ เข้าสู่ราก ทำได้ 2 วิธี คือ ลำเลียงแบบไม่ใช้พลังงาน (passive transport) โดยธาตุอาหารจะแพร่จากภายนอกเซลล์ที่มีความเข้มข้นสูงกว่า
ไปยังภายในเซลล์ที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า และการลำเลียงแบบใช้พลังงาน (active transport) ซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ของธาตุอาหารแบบอาศัยพลังงานทำให้พืชสามารถลำเลียงธาตุอาหารจากภายนอกเซลล์ที่มีความ
เข้มข้นต่ำกว่าเข้ามาภายในเซลล์ได้ จึงทำให้พืชสะสมธาตุอาหารบางชนิดไว้ได้
ธาตุอาหารที่จะเข้าไปในไซเลมสามารถเคลื่อนผ่านชั้นคอร์เทกซ์ของรากได้โดยเส้นทางอโพพลาสหรือ
ซิมพลาส และเข้าสู่เซลล์เอนโดเดอร์มิสก่อนเข้าสู่ไซเลม
ธาตุอาหารที่พืชลำเลียงเข้าไปในไซเลมนั้นเป็นสารอนินทรีย์ต่างๆ ที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตและการ
เจริญเติบโตของพืช
ตารางแสดงธาตุอาหารที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตของพืช และปริมาณของธาตุอาหารแต่ละชนิดที่พบในพืช
ธาตุ
|
สัญลักษณ์ทางเคมี
|
รูปที่เป็นประโยชน์ต่อพืช
|
ค่าร้อยละของธาตุที่พบในเนื้อเยื่อพืช
(น้ำหนักแห้ง)
|
โมลิบดีนัม
|
Mo
|
MoO42-
|
0.00001
|
ทองแดง
|
Cu
|
Cu+, Cu2+
|
0.0006
|
แมงกานีส
|
Mn
|
Mn2+
|
0.005
|
นิกเกิล
|
Ni
|
Ni2+
|
0.003
|
สังกะสี
|
Zn
|
Zn2+
|
0.002
|
โบรอน
|
B
|
H2BO3-
|
0.002
|
เหล็ก
|
Fe
|
Fe2+
|
0.01
|
คลอรีน
|
Cl
|
Cl-
|
0.01
|
กำมะถัน
|
S
|
So42-
|
0.1
|
ฟอสฟอรัส
|
P
|
H2PO4- , HPO42-
|
0.2
|
แมกนีเซียม
|
Mg
|
Mg2+
|
0.2
|
แคลเซียม
|
Ca
|
Ca2+
|
0.5
|
โพแทสเซียม
|
K
|
K+
|
1.0
|
ไนโตรเจน
|
N
|
NO3- , NH4+
|
1.5
|
ไฮโดรเจน
|
H
|
H2O
|
6
|
ออกซิเจน
|
O
|
O2 , H2O , CO2
|
45
|
คาร์บอน
|
C
|
CO2
|
45
|
จากตาราง จะเห็นว่าพืชต้องการธาตุอาหารแต่ละชนิดในปริมาณไม่เท่ากัน
การให้ปุ๋ยเป็นการเพิ่มธาตุอาหารแก่พืช
ถ้าให้มากเกินความต้องการของพืชจะเป็นการสิ้นเปลืองและอาจทำให้พืชตายได้ซึ่งสามารถป้องกันได้โดย
การตรวจสอบธาตุอาหารที่อยู่ในดิน และวิเคราะห์อาการของพืชว่าขาดธาตุใด
จากตารางพบว่า ธาตุที่พืชต้องการเป็นปริมาณมาก (macronutrients) มี 9 ธาตุ ได้แก่ C H O N P K
Ca Mg และ S ส่วนธาตุที่พืชต้องการปริมาณเพียงเล็กน้อย (micronutrients) ได้แก่ B Fe Cu Zn Mn Mo Cl
และ Ni ธาตุอาหาร 2 กลุ่มนี้มีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืชเท่าเทียมกัน แต่ปริมาณที่พืชต้องการแตกต่างกัน
องค์ประกอบของพืชประมาณร้องละ 96 ของน้ำหนักแห้งของพืช ประกอบด้วย C H O
ซึ่งธาตุทั้งสามนี้พืชได้รับจากน้ำและอากาศอย่างเพียงพอ
นักวิทยาศาสตร์ใช้หลัก 3 ประการที่จัดว่าธาตุใดเป็นธาตุอาหารที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช คือ
1. ถ้าขาดธาตุนั้นพืชจะไม่สารถดำรงชีพ ทำให้การเจริญเติบโตและการสืบพันธ์ไม่ครบวงจร
2. ความต้องการชนิดของธาตุอาหารในการเจริญเติบโตของพืชมีความจำเพาะจะใช้ธาตุอื่นทดแทนไม่ได
้ 3. ธาตุนั้นจำเป็นต่อกระบวนการเมแทบอลิซึม และการเจริญเติบโตของพืชโดยตรง
ไม่ใช่ธาตุที่แก้ไขความเหมาะสมของดินหรือเสริมธาตุชนิดอื่นในการเจริญเติบโตของพืช
นอกจากนี้ยังอาจจัดแบ่งธาตุอาหารออกได้เป็น 3 กลุ่มตามหน้าที่ทางสรีรวิทยาและชีวเคมี ดังนี้
กลุ่มที่ 1 เป็นองค์ประกอบของธาตุอินทรีย์ภายในพืช ได้แก่
1.1) เป็นองค์ประกอบของสารประกอบอินทรีย์หลัก ได้แก่ C H O N
1.2) เป็นองค์ประกอบของสารประกอบอินทรีย์ที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับเมแทบอลิซึม เช่น P ในสาร ATP และ Mg
ที่เป็นองค์ประกอบของคลอโรฟิลล์
กลุ่มที่ 2 กระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ เช่น Fe Cu Zn Mn Cl
กลุ่มที่ 3 ควบคุมแรงดันออสโมติก เช่น K ช่วยรักษาความเต่งของเซลล์คุม