Azotul in planta

Azotul in planta

In plante, azotul se gaseste in cantitate de 0,2-4,5% s.u. Este unul dintre elementele fundamentale ale nutritiei, cu rol preponderent plastic.

Rolul azotului in planta. Azotul este unul din cele mai importante elemente, care fac ca materia vie sa aiba forma, consistenta si elasticitate. Este component al protidelor( aminoacizi, peptide, proteide, proteine, heteroproteide), al acizilor nucleici, al enzimelor, al compusilor macroergici (mononucleotide di si trifosforice, de ex. :ADP si ATP), al fitohormonilor (auxine, citokinetine), al unor vitamine (B₁, B₂, B₆, B₁₂, H si PP), al clorofilei.

In nucleu si in toate organitele celulare se gasesc diversi compusi cu azot cu rol plastic, de constitutie.

Prin intermediul clorofilei, azotul contribuie la activitatea fotosintetica, baza a tuturor proceselor din planta, inclusiv a celor de crestere si dezvoltare. Ca si component al auxinei, azotul favorizeaza diviziunea celulelor meristematice, stimuleaza absorbtia apei si a substantelor minerale, iar prin intermediul citokinetinelor stimuleaza multiplicarea prin diviziune a celulelor nemeristematice.

Fiind component al enzimelor care catalizeaza reactiile biochimice din planta, azotul este implicat indirect in toate reactiile enzimatice de biosinteza sau descompunere a substantelor organice.

Formele de azot absorbite de catre plante. Plantele absorb azotul mai ales sub forma nitrica si amoniacala, iar in cantitati mici si sub forma aminica si amidica. Preferinta plantelor pentru o forma de azot sau alta, depinde de mai multi factori:

specia si varsta plantelor: in general, plantele tinere prefera azotul sub forma amoniacala. Exista specii care folosesc bine ambele forme de azot: cerealele paioase, porumbul, sfecla, orezul si raigrasul; altele prefera forma nitrica: conopida, fasolea, tomatele, tutunul si telina, iar unele prefera forma amoniacala: coacazul, loboda, anumite soiuri de orez. Leguminoasele utilizeaza azotul din ingrasaminte mai putin eficient decat culturile neleguminoase.

pH-ul solului: Cercetarile efectuate pana in prezent au demonstrat ca mediul acid favorizeaza absorbtia azotului nitric, iar mediul alcalin favorizeaza absorbtia azotului amoniacal. La un pH=6,8 se produce absorbtia in cantitati egale a celor doua specii ionice. Se considera ca la concentratii scazute, dar egala, ale celor doua forme principale de azot in solutia solului, forma amoniacala este absorbita mai usor decat cea nitrica, in timp ce la concentratii ridicate sunt absorbiti mai intens nitratii.   

ionii din solutia solului: patrunderea NO₃^- in planta este stanjenita de ionii Ca²⁺ si Mg²⁺, dar este favorizata de prezenta K⁺ si Na⁺. Patrunderea ionului NH₄⁺ in planta este favorizata de prezenta Cl^- si a SO₄^2- si defavorizata de ionii K⁺, Mg²⁺ si intr-o masura mai mica de Ca²⁺.

aeratia solului: favorizeaza mai mult absorbtia NH₄⁺ decat cea a NO₃^-.

continutul in argila si textura solului: pe solurile argiloase, cu textura grea, azotul amoniacal este fixat intre foitele mineralelor argiloase si este mai putin utilizat de catre plante.

raportul glucide/acizi organice din plante: forma amoniacala este absorbita mai intens cand plantele contin mai multi acizi organici, iar cea nitrica atunci cand contin mai multi hidrati de carbon.

Dupa absorbtia in planta, NO₃^- trebuie reduse la azot amoniacal pentru a fi incorporat in compusi organici. Procesul de reducere are loc in doua etape : in citoplasma, unde nitratii sunt redusi la nitriti, si in cloroplaste, unde nitritii sunt redusi la ioni amoniu. In acest proces sunt implicate doua enzime: nitratreductaza si nitritreductaza. Reactia de reducere are loc conform ecuatiei:

NO₃^- + 9H⁺ + 8e^- NH₄⁺ + 2H₂O + HO^-

Reducerea nitratilor este influentata e doi factori:

lumina: furnizeaza electronii necesari reactiei de reducere;

molibden: catalizeaza reactia de sinteza a aminoacizilor. Lipsa molibdenului duce la acumularea nitratilor in planta.

Reducerea N-NO₃^- la N-NH₄⁺ poate avea loc, in functie de specie, fie in radacina (grau, porumb, pomi fructiferi, leguminoase), fie in frunze (tomate, tutun, castraveti, cartofi). Daca planta contine suficiente glucide, reducerea poate avea loc atat in radacini, cat si in frunze.

Transformarea azotului in planta are loc in trei etape:

a). in prima etapa, azotul anorganic (NH₄⁺, NO₃^-) este legat in substante organice cu greutate moleculara mica ( aminoacizi, amine si amide), proces care, la plantele superioare, este ireversibil. Procesul are loc cu participarea unui furnizor de energie ( ATP ) si a unor enzime specifice.

b). in cea de a doua etapa are loc formarea substantelor cu greutate moleculara mare, proteine si acizi nucleici.

c). in ultima etapa, poate avea loc descompunerea substantelor macromoleculare cu azot sub actiunea hidrolazelor, structurile rezultate ( aminoacizi, amoniac) putand fi din nou utilizate.

In plantele tinere sinteza proteinelor este mai intensa decat descompunerea , iar in cele mature fenomenul are loc invers.

Asimilarea azotului de catre plante are loc in decursul intregii perioade de vegetatie, cu intensitati diferite in functie de faza de crestere si dezvoltare. Cele mai mari cantitati de azot sunt utilizate in perioada cresterii intensive si in cea de formare a organelor vegetative, a tulpinilor si frunzelor.

Carenta de azot provoaca urmatoarele manifestari:

frunzele dobandesc o culoare galbuie incepand de la varf spre baza, iar pe planta de la baza spre varf;

cresterea slaba a mugurilor embrionari si a lastarilor, datorita intarzierii diviziunii celulare din varful de crestere al celulelor meristematice;

redcerea numarului de frunze, a activitatii fotosintetice si a continutului de glucide si proteine;

reduce continutul de apa al plantelor, determinand deplasarea nitratilor din tesuturile batrane spre cele tinere;

infratirea plantelor este slaba, florile avorteaza, iar semintele se sbarcesc;

la pomi si la vita de vie are loc moartea prematura a frunzelor, a mugurilor laterali, fructele cad prematur, diferentierea mugurilor de rod e scazuta.

Excesul de azot determina urmatoarele efecte:

prelungeste perioada de vegetatie si intarzie maturarea, mai ales atunci cand este aplicat sub forma de ingrasamant simplu fara fosfor si potasiu;

duce la dezvoltarea luxurianta a plantelor;

reduce rezistenta la cadere si seceta;

plantele devin mai sensibile la boli si la daunatori;

are loc modificarea raportului dintre paie si boabe ( in favoarea paielor), inrautateste calitatile gustative ale fructelor, micsoreaza rezistenta la pastrare a legumelor si fructelor;

in recolte se acumuleaza cantitati mari de nitrati.