31.1C: Essential Nutrients for Plants

Macronutrients and Micronutrients

必須要素は大栄養素と微量栄養素に分けることができる。 植物がより多くの量を必要とする栄養素を大栄養素という。 炭素、水素、酸素、窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム、硫黄など、必須元素の約半分が大栄養素とされています。 このうち、炭素は炭水化物、タンパク質、核酸など多くの化合物を形成するのに必要であり、すべての高分子に含まれている。 平均して、細胞の乾燥重量（水を除く）の50%は炭素であり、炭素は植物生体分子の重要な構成要素となっています。 植物が必要とする必須元素。

植物細胞に次に多く含まれる元素は窒素（N）であり、タンパク質や核酸の一部である。 窒素はまた、いくつかのビタミンの合成に使用されます。 水素と酸素は、多くの有機化合物の一部であり、水を形成する大栄養素である。 酸素は細胞呼吸に必要で、植物は酸素を利用してATPという形でエネルギーを貯蔵します。 また、リン（P）は核酸やリン脂質の合成に必要な高分子物質です。 リンはATPの一部として、酸化的リン酸化により食物エネルギーを化学エネルギーに変換することができる。 光合成では光リン酸化により光エネルギーを化学エネルギーに変換し、呼吸では化学エネルギーを取り出します。 硫黄は、システインやメチオニンなどの特定のアミノ酸の一部であり、いくつかの補酵素に含まれています。 硫黄はまた、光合成において、光エネルギーをATPに変換する際に水素勾配が鍵となる電子輸送チェーンの一部としての役割を担っています。 カリウム（K）は、気孔の開閉を制御する役割を担っているため重要である。 ガス交換のための開口部である気孔は、健全な水分バランスの維持に役立ちます。カリウムのイオンポンプがこのプロセスをサポートしています。 カルシウムの役割は2つあり、栄養の輸送を調節することと、多くの酵素の機能をサポートすることである。 マグネシウムは光合成のプロセスに重要である。 これらのミネラルは微量栄養素とともに、植物のイオンバランスにも寄与している。

大栄養素に加えて、生物は少量の様々な元素を必要とする。 これらの微量栄養素、または微量元素は、非常に少量で存在する。 主な微量栄養素は、ホウ素、塩素、マンガン、鉄、亜鉛、銅、モリブデンの7種類です。 ホウ素（B）は、植物の炭水化物の輸送に関与していると考えられており、また、代謝の調節を助ける働きもある。 ホウ素が欠乏すると、しばしば芽が枯れる。 塩素（Cl）は、浸透圧とイオンバランスに必要であり、光合成にも関与する。 銅（Cu）は、いくつかの酵素の構成要素である。 銅欠乏症の症状には、葉先の褐変とクロロシス（葉の黄変）が含まれる。 鉄（Fe）はクロロフィルの合成に不可欠であるため、鉄が不足するとクロロシスになります。 マンガン（Mn）は、クロロフィルの形成に関与するいくつかの重要な酵素を活性化する。 マンガン欠乏植物は、その葉脈の間にクロロシスを発症する。 マンガンの利用可能性は、部分的に土壌pHに依存します。 モリブデン（Mo）は、植物が硝酸塩を利用可能な形態に還元するために使用されるため、植物の健康にとって不可欠である。 植物によっては、窒素固定にモリブデンを使用するものもあるため、マメ科植物を播種する前に土壌に添加する必要がある場合もある。 亜鉛（Zn）はクロロフィルの形成に関与し、また多くの酵素を活性化する。 亜鉛の欠乏症状にはクロロシスや成長阻害がある。

これらの栄養素のうち、特に大栄養素が欠乏すると、植物の成長に悪影響を及ぼす可能性がある。 特定の栄養素によりますが、不足すると、成長の阻害、成長の遅れ、またはクロロシスを引き起こす可能性があります。 極端な欠乏では、葉に細胞死の兆候が見られることもあります。 植物における栄養素の欠乏。 栄養不足は、これらの植物が示す症状にも表れています。 この(a)のミニトマトは、カルシウム不足による花首の腐敗が起きている。 黄変しているのはマグネシウム不足のため。 マグネシウムが不足すると、(c)スイートガムの葉に見られるような間葉性塩化症候群も起こる。 この(d)ヤシはカリウム不足の影響を受けている。

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