Il fattore limitante per la crescita e lo sviluppo di una pianta è rappresentato dal principio nutritivo indispensabile che è presente in quantità minore secondo la legge del minimo vitale.
Tale legge, enunciata da Liebig, è descritta con l’esempio della botte del minimo: l’acqua in una botte può raggiungere il livello della doga più corta; allo stesso modo la crescita di una pianta è limitata da quella sostanza che per prima, rispetto alle altre non è disponibile in quantità sufficiente.
La conoscenza delle sostanze nutritive necessarie per la coltivazione delle piante costituisce l’aspetto fondamentale per una produzione intensiva. Oltre il 95% del peso secco di una pianta è costituito da tre elementi ovvero carbonio, idrogeno e ossigeno che vengono presi dall’aria e dall’acqua mentre il rimanente 5% è costituito da altri elementi che vengono assorbiti dal suolo attraverso le radici. Queste ultime assorbono le sostanze presenti nel terreno ma solo 14 degli elementi assorbiti sono necessari per la crescita della pianta. Questi elementi, unitamente al carbonio, idrogeno e ossigeno costituiscono i 17 nutrienti inorganici.
Elementi essenziali
Tra tali elementi vi sono i tre elementi detti essenziali ( C, H e O) e gli altri 14 classificati in nutrienti primari, secondari e micronutrienti. I nutrienti primari, che sono utilizzati in grandi quantità dalla pianta sono azoto, fosforo e potassio comunemente presenti nei concimi miscelati. I nutrienti secondari, richiesti dalla pianta in minori quantità sono calcio, magnesio e zolfo. La fonte principale per integrare il terreno con calcio e magnesio è la calce agricola contenente ossido di calcio e magnesio, mentre lo zolfo si trova in fertilizzanti contenenti solfati di calcio, magnesio e potassio.
I micronutrienti, richiesti in piccole quantità, sono disponibili in fertilizzanti contenenti solfati, ossidi, ossisolfati derivanti dalla combinazione di un solfato con un ossido, acido borico e molibdato di ammonio.
Classificazione:
Nutrienti essenziali per la crescita delle piante |
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Dall’aria e dall’acqua |
Dal suolo |
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Primari | Secondari | Micronutrienti | |
Carbonio | Azoto | Calcio | Boro |
Ossigeno | Fosforo | Magnesio | Cloro |
Idrogeno | Potassio | Zolfo | Ferro |
Rame | |||
Manganese | |||
Molibdeno | |||
Zinco | |||
Nichel |
Le piante utilizzano tali elementi in diverse quantità e in diverse forme, alcuni come cationi, altri come anioni; tali elementi possono essere usati per scopi diversi come ad esempio quali catalizzatori per reazioni enzimatiche, come regolatori del movimento dell’acqua verso l’interno o verso l’esterno della cellula, come regolatori della permeabilità della membrana, come costituenti strutturali della cellula, come recettori di elettroni nel sistema di trasporto degli elettroni.
Tabella
Elemento | Forma in cui è assorbito | Ruolo e funzioni |
Macronutrienti | ||
Carbonio | CO2 | Principale costituente delle sostanze organiche |
Idrogeno | H2O | Principale costituente delle sostanze organiche |
Ossigeno | H2O, O2 | Principale costituente delle sostanze organiche |
Azoto | NO3–, NH4+ | Costituente di amminoacidi, proteine, nucleotidi, acidi nucleici, clorofilla, coenzimi |
Potassio | K+ | Coinvolto in processi osmotici, attivatore di enzimi, regolatore dell’apertura e chiusura degli stomi, essenziale nella fotosintesi |
Calcio | Ca2+ | Componente delle protopectine presenti nella parete cellulare, favorisce i processi fisiologici di accrescimento vegetale |
Fosforo | H2PO4–,HPO42- | Componente dell’ATP, ADP, acidi nucleici, coenzimi, fosfolipidi |
Magnesio | Mg2+ | Costituisce l’atomo centrale della clorofilla e presiede alla formazione di zuccheri, proteine, grassi e vitamine |
Zolfo | SO42- | Componente di alcuni amminoacidi, proteine e coenzima A |
Micronutrienti | ||
Ferro | Fe2+, Fe3+ | Necessario per la sintesi della clorofilla, costituente della nitrogenasi, |
Zinco | Zn2+ | Fondamentale nella sintesi proteica in quanto svolge una funzione di stabilizzazione dei ribosomi |
Molibdeno | MoO42- | Interviene nei processi di azotofissazione e riduzione dei nitrati, componente della nitro-reduttasi |
Boro | H3BO3 | Favorisce la lignificazione dei tessuti, partecipa ai processi enzimatici nella sintesi del saccarosio e dell’amido |
Rame | Cu+, Cu2+ | Costituente di enzimi coinvolti nei processi fotosintetici e respiratori |
Manganese | Mn2+ | Catalizza processi di formazione della clorofilla e delle proteine |
Cloro | Cl– | Coinvolto nella fotolisi dell’acqua nei cloroplasti |
Nichel | Ni2+ | Componente di enzimi e coinvolto nel metabolismo dell’urea |