Plantenæringsstoff

Plantenæringsstoff eller plantenæringsemne er grunnstoff plantane treng for å fullføra livssyklusen sin på ein normal måte. Næringsstoffa kan ikkje erstatta kvarandre, men har alle unike roller i biokjemien til plantane. I alt er det kjend 17 stoff som er naudsynte for høgre plantar: C, H, O, N, P, K Ca, Mg, S, Cl, Fe, B, Mn, Zn, Cu, Mo og Ni.

Plantenæringsstoffa er delt inn i makronæringsstoff, som plantane krev mykje av, og mikronæringsstoff, som plantane krev lite av. I tillegg finst det nyttestoff, som ikkje er naudsynte for at planten skal overleva og formeira seg, men som har andre gunstige effektar.

Plantene treng i stort mun dei same stoffa som dyr, men folk og dyr treng òg nokre stoff plantane ikkje treng, so som natrium, krom og selen. Sume plantar har avvikande næringskrav, særleg på kva mikronæringsstoff dei krev.

I jordbruket er det vanleg å gjødsla for å sikra at plantane har god nok tilgang på næring. Ei vitskapleg forståing av plantenæringsstoff voks fram ved midten av 1800-talet, særleg gjennom arbeidet til kjemikaren Justus von Liebig.

Makronæringsstoff

Karbon, hydrogen og oksygen
Karbon, hydrogen og oksygen er dei tre einaste plantenæringsstoffa planten ikkje treng taka opp gjennom jordvæska, og dei er difor rekna som dei einaste næringsstoffa som ikkje er mineralnæringsstoff. I vanleg klima vil ikkje planten mangla desse for å syntetisera organiske sambindingar. Stoffa utgjer i regelen 85-95 % av tørrstoffet i planten, og ein endå større del i ein plante som ikkje er tørka: Hovuddelen av hydrogenet og oksygenet i ein plante ligg føre som vatn.

Om lag 45 % av tørrvekta til plantane er karbon, og karbon er òg grunnskjelettet i alle organiske sambindingar. Stoffet vert teke opp gjennom fotosyntesen, der uorganisk CO2 vert gjort om til glukose.

Oksygenet er òg om lag 45 % av tørrvekta, og finst i ei rekkje sambindingar. Stoffet vert teke opp både frå jord, luft og vatn.

6 % av tørrvekta er rekna vera hydrogen. Hydrogen finst i so godt som alle organiske sambindingar, og H⁺-ionet er ionet plantane skil ut for å taka opp andre positivt ladde næringsstoff.

Primære makronæringsstoff
Nitrogen, fosfor og kalium er rekna som dei primære makronæringsstoffa, og det er desse planten treng nest mest av (etter C, H og O). Av plante-tørrvekta er 1,5 % ofte nitrogen, 0,2 % fosfor og 1,0 % kalium.

Nitrogen vert teke opp som nitrat og ammonium frå jorda. Det kjem i hovudsak frå nedbryting av organisk materiale og nitrogenfiksering av nitrogenfikserande bakteriar. Sume plantar, som erteblomfamilien, har symbiose med slike bakterier på røtene, og får nitrogen på det viset.

Nitrogenet i plantane vert redusert til ammoniakk, og nytta til å byggja opp mellom anna protein, nukleinsyrer og klorofyll. Er det litt for lite nitrogen vil føra til at proteina og kloroplastane i gamle blad vert brytne ned til aminosyrer og flytta til vekstsona. Vert mangelen større vil planten visna, gulna og døy.

Fosfor vert teke opp som fosfat (H2PO4⁻ eller HPO4²⁻) frå jorda. Fosfatet kjem opphavleg frå forvitring av apatitt, men mykje av det plantetilgjengelege fosforet vil vera eit resultat av nedbrytinga av organiske fosfor-sambindingar. Brorparten av fosforet vil i alle høve ikkje vera tilgjengeleg for plantar.

Inne i planten er fosfat mobilt, og vert nytta som energiberar (til dømes ATP), i cellemembranen, og i nukleinsyrene. Fosformangel vil i fyrste omgang syna seg ved at eldre plantedelar vert raudblå, og ved nedsett vekst.

Kalium vert teke opp i planten som K⁺-ion frå jorda, og planten tek opp kalium sjølv om det er mykje høgre konsentrasjon inne i planten enn i jordvæska. Det er mange mineral som inneheld kalium, og derfor kan kalium-innhaldet i jorda vera oppe i 2-3 % eller meir. Mesteparten av kaliumet vil likevel ikkje vera plantetilgjengeleg, men fastbunde i minerala.

Grunnstoffet vert ikkje nytta i organiske sambindingar, men er alltid på ioneform. Ionet er veldig viktig i reguleringa av væsketrykket i cellene, og difor i vasshushaldet og -transporten til plantane. Kalium er òg viktig for å få i gang svært mange enzymreaksjonar, mellom anna syntese av viktige sambindingar som ATP. Mangel på kalium kan føra til nedsett vekst, og sterkare mangel til at eldre blad døyr.

Sekundære makronæringsstoff
Svovel, magnesium og kalsium er rekna for sekundære makronæringsstoff. Av plantevekta er ofte 0,2 % svovel,  0,2 % magnesium og 0,5 % kalsium. Til saman utgjer makronæringsstoffa om lag 99 % av plantetørrvekta.

Svovel vert teke opp av plantane hovudsakelg som sulfat, men tidvis òg som S2O32-. Små mengder svovel kan òg verte teke opp som SO2 gjennom stomata til lauva. Ein finn svovel både organisk og uorganisk i jorda, og det er sjeldan problem med for lite.

I plantane vert svovelet redusert, og raskt forma om til aminosyra cystein, som er byggjestein for andre svovelhaldige organiske sambindingar. Svovelet er med i enzym, i B-vitamin, smaksstoff og fungerer danande og stabiliserande på molekyla. Mangel på svovel vil i fyrste omgang syna seg som bleikna, nye blad.

Magnesium vert teke opp som eit toverdig ion. Mykje kalium i jorda vil kunne hindra opptak av magnesium, og føra til mangelsjukdomen beitekrampe i husdyr.

Den viktigast oppgåva til magnesium er å vera sentralatom i klorofyllmolekylet, der om lag 10–20 % av magnesiumet i planten er. Det er òg naudsynt i fosforhushaldet, protein og andre reaksjonar.

Kalsium vert teke opp som eit toverdig ion, og mykje kalium vil hindra opptak av kalsium òg. Stoffet vert teke opp av unge rotceller, og plantane treng stadig rotvekst for å kunna taka opp meir kalsium. Kalsium vert teke opp passivt, og fylgjer stort sett med respirasjonsstraumen. Der kalsiumet ender opp, vert det verande: Det er lite mobilt i silsafta.

I plantane er kalsiumet både som frie ion , salt og bundne til organiske grupper. Det aktiverer ei rad enzym, stabiliserar cellemembranar og driv både organiske og uorganiske ion gjennom membranen. Utan kalsium vil heller ikkje pollen kunna spira eller pollenslangar veksa.

Mikronæringsstoff
Bor, jarn, kopar, mangan, molybden, sink, klor og nikkel er rekna som mikronæringsstoff, og til saman er dei om lag 1 % av den totale tørrvekta til planten.  Det er om lag 0,1 til 200 mg/kg av dei ulike mikronæringsstoffa, alt etter kva stoff det er snakk om.

Det er uklårt korleis plantane tek opp bor, men det er truleg borsyre (H3BO3) som vert teke opp. Bor flytter seg med fordampingsstraumen i planten, og det vert difor meir bor di høgre i planten ein kjem.

Bor er kjend virka på daninga av nukleinsyrer, protein og sukker, og for stofftransport. Det er naudsynt i formeiringa og celledifferensieringa til plantane og i fleire prosesser, men korleis bor virker på dette er ikkje heilt kartlagd endå.

Jarn vert teke opp organisk bunde eller som toverdige ion. Stoffet vert teke opp av unge rotceller, og røtene må difor veksa om plantane skal taka opp meir jarn. Storparten av jarnet i jorda er der som rust, og av di rust ikkje er vassløyseleg lyt røtene sleppa ut syre for å løysa jarnet. Kor mykje jarn som er tilgjengeleg, er difor avhengig av kor godt røtene klarar forsura rotsona.

I plantane er jarnet mellom viktig i enzym som transporterer elektron. Jarnet er òg naudsynt i respirasjonen, opptaket av nitritt og sulfat og fotosyntesen.

Kopar er teke opp som toverdige ion. Dei kan nytta organisk bunde kopar, so lenge det organiske komplekset ikkje er for stort. Inne i planten vert koparet bunde organisk, i molekyl som er lite rørlege. Difor er det meir kopar i planterøtene enn over jorda, og vanskeleg å få nok kopar i yngre plantedelar dersom det ikkje er god tilførsle.

Kopar er viktig i mange enzym-system. Stoffet er viktig for linginifiseringa av celleveggene, noko som verjer planten mot sume soppsjukdomar, og særleg mjøldogg.

Mangan vert teke opp som toverdig ion. Denne forma av mangan er vanlegast i sur, vassjuk og pakka jord, noko som ellers er ugunstig for planten. Sume plantar som er tilpassa basisk jord har røter som kan redusera mangan.

Mangan er viktig som aktivator og brubyggjar i enzym-systema. Det er òg naudsynt for å oppretthalde strukturen i kloroplastet, og spalting av vatn i fotosyntesen.

Molybden vert teke opp som molybdat. Av di både sulfat og molybdat er anion, vil sulfat kunna hemma opptaket av molybden. Planten treng lite molybden, men kan hava luksusopptak og taka opp over 100 gonger meir enn dei treng.

I plantane er molybden viktig som elektronoverførar i enzymprosessar, og særleg i nitrogenomsetjinga i plantane. Utan molybden er det uråd å redusera nitrat til nitritt, noko som fører til opphoping av nitrat og hindrar proteindaning. Plantar med for mykje nitrat kan vera helsefårleg for folk og dyr.

Sink vert teke opp som toverdige ion, og er ein prosess plantane sjølve driv. Dei kan ha luksusopptak av sink, dersom det er rikeleg.

Stoffet er viktig i mange enzymsystem, òg i sjølve enzymmolekyla. Utan sink vil nitrogenstoffskiftet gå treigt, og cellene vil raskt byrja mangla RNA.

Klor vert teke opp som klorion. Det er eit raskt opptak. I plantane er klor naudsynt for vass-spalting i vatn, og viktig som eit anion i plantesafta.
	
Nikkel vert teke opp som eit toverdig ion, og lett transportert i planten. Stoffet er viktig for at plantane skal kunna bryta ned urea, og kan byta ut skadelege tungmetall inne i plantane.

Referansar

Stoffskiftet
Plantefysiologi
Jordkjemi
Landbruk