Warum werden Kalium- und Nitrationen in Pflanzen schneller aufgenommen als alle anderen?

Da Pflanzen Mineralien wie Kalium, Kalzium, Schwefel usw. in ihrer ionischen Form wie K ⁺ , NO ₃ ^– , SO ₄ ^2– , Ca ²⁺ aufnehmen , müssen sie diese aktiv aufnehmen. Da diese Ionen geladen sind, haben sie Schwierigkeiten, die Plasmamembran zu passieren. Daher müssen Pflanzen Energie aufwenden, um sie zu transportieren. Dazu nutzen sie ATP und Membrantransportproteine. ^{Diese Transporter transportieren Ionen mit einem begleitenden Ion (H +} ) durch die Zellmembran, um den elektrochemischen Gradienten aufrechtzuerhalten. Infolgedessen sind diese Transporter (teilweise) hochselektiv für die Ionen, die sie tragen. Beispielsweise transportiert ein K ⁺ -Transporter kein SO ₄ ^2-oder ein anderes Ion. Sehen Sie sich diese Antwort an, um zu sehen, wie Transporter diese Selektivität erreichen.

Der obige Teil erklärt, wie Ionen in Pflanzen transportiert werden. Kommen wir nun zur Hauptfrage, warum manche Ionen schneller transportiert werden als andere. Nun, darauf gibt es keine endgültige Antwort (zumindest keine, die ich kenne). Dafür fallen mir aber zwei mögliche Gründe ein (nur anhand der Beispiele K ⁺ , Ca ²⁺ , NO ₃ ^- und SO ₄ ^2- ):

• Ladungsgröße: Eine Tatsache hier ist, dass sowohl K ⁺ als auch NO ₃ ^– eine Ladung von haben$\pm$1, während Ca ²⁺ und SO ₄ ^2– eine Ladung von haben$\pm$2. Na und? Das erschwert den Transport etwas. Um beispielsweise K ⁺ durch die Membran zu transportieren, würde der Transporter 1 H ⁺ für 1 K ⁺ antiportieren , während ein ähnlicher Antiporter 2 H ⁺ heraustransportieren würde , um 1 Ca ²⁺ einzubringen. Offensichtlich erklärt dies nicht den Unterschied zwischen Ionen mit gleicher Ladung, was der folgende Punkt zu tun scheint.

• Bedarf: Einer der wichtigsten Punkte, die hier zu beachten sind, ist der unterschiedliche Bedarf der Pflanze an verschiedenen Ionen. Aus diesem Grund wurden pflanzliche Makronährstoffe (dh in großen Mengen benötigt) in primäre Makronährstoffe (N, P, K) und sekundäre Makronährstoffe (alle anderen, einschließlich Ca, S, Na) unterteilt. Wie Sie sehen, sind Stickstoff und Kalium meist die limitierenden Faktoren der Pflanzenproduktion. Aus diesem Grund benötigen Pflanzen sie in großen Mengen und versuchen daher, sie so schnell wie möglich aufzunehmen. Dies erklärt wiederum teilweise, warum K ⁺ und NO ₃ ^– (die einzige künstliche Stickstoffquelle außer NH ₄ ⁺ ) schneller von Pflanzen absorbiert werden, während Ca ²⁺ und SO ₄ ^2–werden langsam resorbiert.

Verweise:

• Mineralabsorption – Wikipedia

• Sekundäre Pflanzennährstoffe: Calcium, Magnesium und Schwefel - Mississippi State University