โภชนาการในพืช
ถ้านำพืชไปวิเคราะห์ทางเคมี จะพบว่าประกอบด้วยธาตุต่างๆมากกว่าร้อยชนิด แต่มีเพียง 16 ธาตุ ที่เป็นธาตุอาหารที่จำเป็นของพืช มีหลักเกณฑ์ที่จะกำหนดว่า ธาตุใดเป็นธาตุอาหารที่จำเป็นอยู่ 3 ประการ ดังนี้
ประการที่ 1 ธาตุนั้นต้องจำเป็นต่อการเจริญเติบโต และการขยายพันธุ์ ถ้าขาดธาตุนั้นพืชจะไม่สามารถเจริญเติบโตครบวัฏจักรของชีวิตได้
ประการที่ 2 พืชต้องการธาตุนี้เฉพาะเจาะจง ธาตุอื่นทำหน้าที่แทนไม่ได้
ประการที่ 3 ธาตุนี้ต้องมีผลโดยตรงต่อการเจริญเติบโต เช่น ทำหน้าที่เฉพาะ ในกระบวนการ เพื่อการเจริญเติบโต (ไม่ใช่ทำหน้าที่สนับสนุนการเจริญเติบโตทางอ้อม เช่น เป็นตัวปรับความเป็นกรด ในพืช หรือต่อต้านสารพิษในพืช) นักวิทยาศาสตร์จำแนกธาตุที่พืชต้องการออกเป็นธาตุที่จำเป็นและธาตุอาหารเสริม
ธาตุที่จำเป็น
เป็นธาตุที่พืชขาดไม่ได้ เมื่อขาดธาตุใดธาตุหนึ่ง จะแสดงอาการเฉพาะให้เห็น อาการขาดธาตุจำเป็นจะช่วยให้การศึกษาหน้าที่ของธาตุอาหารได้เป็นอย่างดี อาการเฉพาะที่เกิดขึ้นจะทำให้กสิกร สามารถใช้เป็นแนวทางในการให้ปุ๋ยชนิดใดปริมาณเท่าใดกับพืชได้ถูกต้อง ธาตุที่จำเป็นนั้นพืชอาจต้องการในปริมาณมากหรือน้อยจึงจำแนกออกได้ 2 ประเภท
ธาตุที่พืชต้องการในปริมาณมาก(macronutrients) ได้แก่
ก . ไนโตรเจน (N) พืชใช้ไนโตรเจนในรูปของไนเทรต และ แอมโมเนียเป็นส่วนใหญ่จากดิน ดินส่วนมากมักขาดธาตุไนโตรเจนมากกว่าธาตุอื่น เนื่องจากต้นกำเนิด ของดิน มีธาตุไนโตรเจนอยู่น้อย หรือไม่มีเลย ประการที่สองสารประกอบไนโตรเจนสูญหายไป จากดินโดยการชะล้าง เพราะอนุภาคดินไม่ดูดซับสารประกอบไนโตรเจน ประการสุดท้าย เพราะสารประกอบไนโตรเจนเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊สระเหยไปในบรรยากาศ โดยจุลินทรีย์ในดินได้ง่าย ความสำคัญของไนโตรเจนต่อพืช ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบของโปรตีน ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญโพรโทพลาซึมของเอนไซม์ คลอโรฟิลล์ วิตามิน และโคเอนไซม์ พืชเมื่อขาดไนโตรเจนจะแสดงอาการผิดปกติ ดังนี้
- ใบล่างจะเหลืองซีด ปลายใบและขอบของใบบนจะแห้ง ลุกลามไปเรื่อยๆ หากขาดมากทั้งใบบนและใบล่างจะซีดเหลือง เพราะขาดคลอโรฟีลล์
- ลำต้นจะผอมสูง กิ่งก้านเล็ก และมีจำนวนน้อย
- พืชไม่เติบโต ให้ผลผลิตต่ำ ในทางตรงข้ามหากพืชได้รับไนโตรเจนมาก เกินไปจะเกิดอาการเฝือใบ คือใบมีขนาดใหญ่กว่าปกติ จำนวนใบมาก ทำให้พืชออกดอกช้า หรือ ไม่ออกดอก
ข . ฟอสฟอรัส (P) พบในดิน ในรูปของสารประกอบอินทรีย์ และ อนินทรีย์ ดังเช่น กรดนิวคลีอิก ฟอสโฟลิพิด ซึ่งพืชนำใบไปใช้ไม่ได้ จะต้องอาศัยแบคทีเรียในดินย่อยสลายให้เป็นอินทรียสาร เสียก่อนในรูปของ H2PO4 ซึ่งพืชจะใช้ได้ดีที่สุด รองลงมาในรูปของ (HPO4)2- หากเป็น (PO4)3- พืชจะใช้ได้น้อยมาก ความสำคัญของฟอสฟอรัส เป็นองค์ประกอบสำคัญของอินทรียสารในพืช เช่น - ฟอสโฟลิพิด ซึ่งเป็นองค์ประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์
- NAD และ NADP ซึ่งทำหน้าที่ในเรื่องการเคลื่อนย้าย H ATP และ ADP ซึ่ง จำเป็นต่อการสร้างแป้งและโปรตีน นอกจากนี้ยังเป็นองค์ประกอบของเอนไซม์ และโคเอนไซม์บางชนิด ฟอสเฟตมีอยู่ในไซโทพลาซึม 12 % ทำหน้าที่เกี่ยวกับ เมแทบอลิซึม อีก 80 % อยู่ใน แวคิวโอล จะมีการเคลื่อนย้ายฟอสเฟตจากแวคิวโอล ออกมาทำให้พืชขาดฟอสฟอรัส ตลอดวัฏจักรของพืชหากขาดฟอสฟอรัส จะทำให้การเจริญเติบโตของพืชผิดปกติ กรณีที่พืชขาดฟอสฟอรัสรุนแรงจะเกิดอาการผิดปกติ ดังนี้
- ใบเล็กผิดปกติ ใบล่างมีสีเหลืองอมสีอื่น
- ลำต้นแคระแกร็น ถ้าเป็นไม้เถาจะพบว่าลำต้นบิดเป็นเกลียว เนื้อไม้เปราะ
- ออกดอกช้า ดอกเล็ก ติดผลต่ำ
- รากผอมบาง มีจำนวนจำกัด
ค . โพแทสเซียม (K) มักพบมากในไซโทพลาซึม แวคิวโอล และนิวเคลียส โพแทสเซียมไอออน เคลื่อนที่ในต้นพืชได้ง่าย จะมีการลำเลียงจากรากไปสู่ยอด ธาตุชนิดนี้ไม่ได้เป็นองค์ประกอบของสารใดๆในพืช แต่ทำหน้าที่กระตุ้นการทำงานของเอนไซม์หลายชนิด โดยเฉพาะเกี่ยวกับการสร้างแป้งน้ำตาลและโปรตีน และทำหน้าที่ในการดึงน้ำให้มาสู่พืชมากยิ่งขึ้น รวมทั้งลดความเป็นกรดอินทรีย์ที่พืชผลิตขึ้น พืชใช้โพแทสเซียมในรูป K+ ถ้าพืชขาดโพแทสเซียมจะแสดงอาการให้เห็นที่ใบชั้นล่างก่อน โดยปรากฏอาการ ต่างๆ ดังนี้ - ใบแก่มักมีสีน้ำตาลไหม้ ใบม้วนจากปลายใบหรือขอบใบส่วนนี้มักเริ่มไหม้ก่อน เกิดกับใบล่าง - ต้นแคระแกร็น แตกกอหรือกิ่งสาขามาก จึงล้มง่าย ถ้าเกิดกับอ้อย ไส้ลำต้นจะกลวง ไม่มีน้ำตาลสะสม ส่วนพืชประเภทหัว จะมีแป้งสะสมอยู่น้อยมาก
- การให้ปุ๋ยที่มีโพแทสเซียมมากเกินกว่าที่พืชต้องการจะไม่เกิดอันตรายต่อพืชแต่สิ้นเปลืองโดยไม่จำเป็น
ง . แคลเซียม (Ca) พืชใช้แคลเซียมในรูป Ca2+ จากดิน แคลเซียมที่พบในดินอยู่ในรูปของแร่อะนอร์ไทต์ (anorthite) และแร่ชนิดอื่นซึ่งอยู่ในรูปที่ไม่สามารถแลกเปลี่ยนที่กับไอออนอื่นได้ แคลเซียมในรูป Ca2+ จะดูดติดกับผิวอนุภาคของดิน ดินที่มีสภาพเป็นกรดจะมี H+ อยู่มาก ส่วนดินที่มีสภาพเป็นด่างจะมี Ca2+ , Mg2+ , Na2+ หรือ K+ โดยที่ Ca2+ จะเข้ามาแทนที่ H+ ได้ดีที่สุด ในพืชจะพบแคลเซียมในรูปของแคลเซียมออกซาเลต แคลเซียมฟอสเฟต และแคลเซียมคาร์บอเนตในแวคิวโอล แคลเซียมทำหน้าที่สำคัญหลายประการ เช่น เป็นองค์ประกอบของแคลเซียมเพกเทต ในแผ่นกั้นเซลล์ (Cell plate) และในมิดเดิลลาเมลลา (middle lamella) มีความสำคัญต่อการสร้างเยื่อหุ้มเซลล์ ส่งเสริมการแบ่งตัวของเซลล์ เป็นตัวเร่งเร้า (activator) ของเอนไซม์ชนิดต่างๆ เช่น ฟอสโพลิเพส อาร์จินีนไคเนส อะดีโนซีนไตรฟอสฟาเทส และอะมิเลส พืชที่ขาดแคลเซียม จะเกิดอาการที่ใบอ่อน หรือใกล้ยอด ปลายราก เพราะแคลเซียม เคลื่อนที่ไม่ได้ จึงเกิดอาการต่อไปนี้
- ใบอ่อนจะบิดเบี้ยว ปลายใบจะงอกกลับเข้าหาลำต้น ขอบใบจะม้วนลงข้างล่าง ขอบใบจะขาดเป็นริ้ว หรือหยักไม่เรียบ
- ขอบใบจะแห้งขาว น้ำตาล หรือจุดน้ำตาลตามขอบใบและยอดอ่อน ต่อมายอดใบจะตาย
- ระบบรากไม่เจริญ รากสั้น ไม่มีเส้นใบ และมีลักษณะเหนียวคล้ายวุ้น พืชมักจะไม่ขาดแคลเซียม เพราะพืชต้องการน้อย และในดินมีอยู่มากกว่าระดับความต้องการของพืช หากพืชได้รับธาตุนี้มากเกินไป ก็จะไม่เกิดอันตราย
จ . แมกนีเซียม (Mg) ในดินจะมีแมกนีเซียมในรูปที่ละลายน้ำได้แลกที่ กับไอออนอื่นได้ และถูกตรึงอยู่ในดิน โดยดูดติดอยู่กับอนุภาคดิน เช่นเดียวกับแคลเซียมแต่จะมีแมกนีเซียมอยู่ในดินน้อยกว่าแคลเซียม พืชใช้แมกนีเซียมในรูป Mg2+ แมกนีเซียมเป็นองค์ประกอบในโมเลกุลของคลอโรฟิลล์ เป็นตัวเร่งเร้าของกระบวนการ เมแทบอลิซึมของแป้ง กรดนิวคลีอิก และฟอสเฟต พืชที่ขาดแมกนีเซียมจะปรากฏอาการที่ใบ ดังนี้ - ใบอ่อนและยอดจะเปลี่ยนเป็นสีเหลืองซีดก่อน ต่อไปใบซีดเหลืองทั้งต้นโดยเกิดตามขอบใบ และอาจเป็นจุด หรือแถบสีเหลืองซีด
- ถ้าเกิดกับอ้อย จะพบใบยอดเป็นสีขาว หรือเหลืองซีด ใบแก่เปลี่ยนเป็นสีเขียวอ่อน และจะตายจากปลายใบเข้าหาโคนใบ การแตกกอไม่สม่ำเสมอ หน่อมีมาก พืชได้รับแมกนีเซียมมากเกินไปจะไม่เกิดอันตราย
ฉ . กำมะถัน (S) พบในดิน ในรูปอินทรียสาร บางส่วนในรูปอนินทรีสาร เช่น แร่ยิบซัม แต่กำมะถันที่พืชจะนำไปใช้ได้ ต้องอยู่ในรูปของ SO42- โดยที่จุลินทรีย์ในดินเปลี่ยนธาตุกำมะถันไปเป็น SO42- ไอออนชนิดนี้จะแลกที่กับ ไอออนที่ผิวอนุภาคดิน โดยการแลกที่ของแอนไอออน (anion exchange) ดินที่มีสภาพเป็นกรด SO42- จะเข้าไปติดอยู่ที่อนุภาคของดินได้ดี และดินที่มีสภาพเป็นด่าง SO42- จะหลุดออกมา พืชลำเลียง SO42- จากรากไปสู่ส่วนต่างๆของลำต้น นอกจากนั้นยังพบว่าพืชสามารถดูด SO2 เข้าทางใบได้ดีด้วย แล้วจากนั้นจะเปลี่ยนเป็น SO42- กำมะถันเป็นองค์ประกอบของกรดอะมิโนหลายชนิด เป็นองค์ประกอบของ โคเอนไซม์เอในกระบวนการหายใจ เป็นองค์ประกอบของวิตามินบางชนิด เช่น ไทอามีน ไบโอทิน พันธะไดซัลไฟด์ (S=S) ที่เกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลของโปรตีนจะทำให้โปรตีนมีขนาดใหญ่ขึ้นและแข็งแรงขึ้น ในดินมี SO42- มากเกินความจำเป็นของพืช พืชจึงไม่แสดงอาการขาดกำมะถัน อาการที่พืชขาดกำมะถันจะคล้ายกับการขาดไนโตรเจน ดังนี้
- เกิดที่ยอดก่อนที่อื่น ใบจะเปลี่ยนเป็นสีเหลืองทั้งใบ เพราะ SO42-
- เคลื่อนที่ได้ยาก
- พบว่ามีการสะสมกรดอะมิโน และแป้งในปริมาณที่สูงกว่าปกติมาก แต่กลับ มีโปรตีน และมอโนแซ็กคาไรด์ ลดลงกว่าปกติ การมีกำมะถันมากเกินไปไม่เป็นอันตรายต่อพืช
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น