Nutrienti delle piante

Sin dalla metà del XIX secolo in chimico tedesco von Liebig comprese che le sostanze nutrienti erano essenziali per la vita di una pianta: 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, viene 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.

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. In tabella vengono riportati i nutrienti secondo la loro classificazione:

Nutrienti essenziali per la crescita della pianta

Nutrienti dall’aria e dall’acqua

Nutrienti dal suolo

Nutrienti primari Nutrienti 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.

In tabella vengono riportati i nutrienti, la forma in cui sono assorbiti e il loro ruolo:

Elemento Forma in cui viene 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
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Author: Chimicamo

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