Fosforul in planta

Fosforul in planta

Datorita functiilor complexe pe care le indeplineste in planta, P nu poate fi inlocuit de nici un element nutritiv, gasindu-se in cantitati cuprinse intre 0,2-1,7% s.u.. In planta, P se gaseste totdeauna in starea sa de oxidare cea mai mare (+5), fiind absorbit sub forma de ioni H₂PO₄^- si HPO₄^2- si acumulat in vacuola, de unde trece in citoplasma pe masura ce se consuma in diferite procese. Se considera ca in circa 10 minute de la absorbtie, 80% din P absorbit este incorporat in compusi organici.

P este componentul principal al fosfoproteidelor si fosfolipidelor din proteoplasma si nucleu, al fitinei, lecitinei, acizilor nucleici, al unor coenzime.

In general in plante, fosforul are urmatoarele roluri:

transportor de energie . Fosforul are un rol unic in procesele de transfer de energie, nivelul energetic al compusilor organici crescand prin esterificarea cu acid fosforic. Numerosi esteri ai acidului fosforic, cum ar fi AMP (adenozinmonofosfat), ADP (adenozindifosfat), ATP (adenozintrifosfat), NAD (nicotinamidadenindinucleotid-forma oxidata), NADH (nicotin-amidadenindinucleotid-forma redusa), NADP (nicotinamidadenin-dinucleotidfosfat-forma oxidata) si NADPH (nicotinamidadenindinucleotidfosfat-forma redusa), poseda proprietatea de a inmagazina energia libera rezultata in porcesele metabolice, pe care apoi, prin reactii controlate enzimatic, o transmit proceselor de sinteza care se desfasoara cu aport energetic. Energia rezultata din degradarea aeroba sau anaeroba a glucidelor, precum si energia absorbita in procesul de fotosinteza este inmagazinata in ADP, ATP, CDP (citidindifosfat), CTP (citidintrifosfat), GTP (guanozintrifosfat), GDP (guanozin-difosfat), NADP, NADPH, UDP(uridindifosfat), UTP (uridintrifosfat), TDP (timidin-difosfat), TTP (timidintrifosfat). Acest proces, in cazul AMP decurge astfel:

AMP + H₃PO₄ + energie → ADP

ADP + H₃PO₄ + energie → ATP.

Energia acumulata va fi apoi eliberata si folosita in diferite procese. Eliberarea energiei se face prin descompunerea fosfatilor bogati in energie, prin ruperea legaturilor macroergice. Astfel, prin hidroliza ATP la ADP se elibereaza 32 kj/mol:

ATP + H₂O → ADP + H₃PO₄ + 32 kj/mol

ADP + H₂O → AMP + H₃PO₄ + energie

Procesul de reducere a ATP si apoi a ADP, cu eliberare de energie are loc sub actiunea unor enzime denumite ATP-aze si ADP-aze. Energia eliberata este folosita in diverse procese consumatoare de energie, de exemplu: ATP furnizeaza energia pentru cel mai mare numar de procese in planta, GTP pentru sinteza celulozei, CTP pentru cea a fosfolipidelor.

ATP-ul furnizeaza energia necesara ATP-azelor din membranele plasmatice pentru pomparea ionilor H⁺ in afara celulei, incarcarea electronegativa a membranei, si absorbtia prin acest mecanism a cationilor. Tot ATP-ul este cel care furnizeaza transportorilor de ioni energia necesara pentru transportul lor prin membranele plasmatice si pentru transportul activ al ionilor in planta spre locurile de sinteza.

rol in depozitarea si transmiterea informatiei genetice . Acizii nucleici sunt formati din lanturi de nucleotide - esteri fosforici ai nucleozidelor ( rezultati prin esterificarea uni hidroxil al pentozei cu acid ortofosforic). In aceste lanturi resturile de acid fosforic formeaza legaturi diesterice cu cate doua molecule de pentoza, rezultand catene lungi in care resturile de acid fosforic alterneaza cu resturi de glucide. Moleculele ADN-ului contin toate informatiile genetice necesare reproducerii tuturor caracteristicilor specifice si individuale. Transmiterea informatiei genetice de la ADN la ARN se face prin intermediul ARNmesager. ARN-ul este implicat in sinteza proteinelor.

rol structural. Fosfolipidele (sau fosfatidele - sunt formate dintr-un alcool, o baza aciclica azotata sau un aminoacid, acizi grasi superiori si acid fosforic), cum sunt lecitinele si etanolaminofosfolipidele, au rolul de mentinere a structurilor celulare si de reglare a permeabilitatii membranelor, permitand trecerea selectiva a diferitilor ioni si substante.

Fosforul participa in procesele de fosforilare, in fotosinteza, glicoliza, ciclul lui Krebs, in sistemul redox al lantului respirator. Participa, de asemenea, la sinteza clorofilelor. Fosforul intra in compozitia fitinei , substanta de rezerva din seminte, care in timpul procesului de germinare se descompune rapid si elibereaza acid fosforic necesar enzimelor si reactiilor care au loc in procesul germinarii, rasaririi si cresterii plantulei imediat dupa rasarire. Fosforul este necesar pentru diviziunea celulara si cresterea celulelor dupa diviziune. Stimuleaza dezvoltarea sistemului radicular, formarea organelor de reproducere, inflorirea, fructificarea, depozitarea substantelor de rezerva si maturarea fructelor si semintelor. Favorizand procesele de nutritie si crestere, fosforul micsoreaza consumul specific de apa al plantelor. O buna aprovizionare cu fosfor a plantelor, impreuna cu K, Mg si Ca mareste rezistenta plantelor la ger. Nutritia intensiva, prin administrarea de ingrasaminte cu fosfor , stimuleaza infratirea la cereale si grabeste maturarea plantelor.

Fosforul este un element extrem de mobil in planta. De aceea cand nutritia cu fosfor devine insuficienta, are loc o migrare a fosforului din organele in varsta, spre cele tinere. In consecinta, simptomele vizibile apar in primul rand pe frunzele batrane, culoarea lor devine verde-albastrui. Cand apar pete rosietice, carenta este profunda, uneori ireversibila.

Carenta fosforului in planta genereaza o serie de dereglari fiziologice. Scade sinteza ARN, ceea ce se rasfrange negativ asupra formarii proteinelor. Scade cresterea vegetativa a plantelor, se dezvolta slab sistemul radicular si tulpinile. Se obtin nu numai productii scazute, dar si de calitate inferioara.

Excesul de fosfor duce la acumularea acestuia in forma minerala, mai ales in organele vegetative. Are loc maturarea organelor inainte de vreme, si obtinerea de recolte scazute. Se deregleaza absorbtia zincului, fierului si cuprului in radacina.