Opptak og transport av vann og næring. Jon Atle Repstad Produktsjef Felleskjøpet Agri

Transkript

1 Opptak og transport av vann og næring Jon Atle Repstad Produktsjef Felleskjøpet Agri

2 Disposisjon Atomer Molekyler Kjemiske bindinger Opptak og transport av vann Opptak av næring

3 Hydrogen og oksygen atom

4 Vann

5 Kjemiske bindinger Kovalentbinding Ionebinding Polar kovalent binding

6 Kjemiske bindinger

7 Bindinger innen molekyler og mellom molekyler Intramolekylær binding (sterke bindinger) er bindinger mellom atomer Intermolekylær binding (svake bindinger) er binding mellom molekyler

8 Binding mellom polare molekyler Tiltrekningskraft mellom positive og negative poler binder molekylene sammen.

9 Vann i jord Feltkapasite alt fritt vann er drenert bort Permanent visnegrense vanninnhold når plantene ikke lenger klarer å ta opp vann Tilgjengelig vann vannmengden i jorda mellom feltkapasitet og permanent visnegrense

10 Transportveien inn i rota til vedvevet (xylem)

11 Membran struktur Taiz og Zeiger 2010

12 Transport av vann gjennom cellemembranen Taiz og Zeiger 2010

13 Hvor i rota tas vannet opp? Taiz og Zeiger 2010

14 Xylem - vedvev Taiz og Zeiger 2010

15 Vannmolekylene er dipolare

16

17 Vanntransport gjennom planta Tas opp i røttene og slipps ut i atmosfæren gjennom bladene Vann beveger seg fra høy konsentrasjon i jorda til lav konsentrasjon i lufta Vann transporteres i vedvevet De må være en sammenhengende «vannsøyle» fra rot til blad

18 Tverrsnitt av blad Taiz og Zeiger 2010

19 Fordamping fra blad i vind og stille vær Taiz og Zeiger 2010

20 Rottrykk Opptrer når den relative luftfuktigheten er høy slik at det blir lite fordamping og «sug» av vann opp i planta Plantene tar opp ioner fra jorda slik at konsentrasjonen øker Plantene tar derfor opp vann for å utjamne konsentrasjonen Det oppstår et tykk i planta som kan presse vann oppover rottrykk Små dråper avsettes på enden av bladene - gutasjonsdråper

21 Gutasjon fra grasplante (bygg)

22 Transportveier gjennom en membran Taiz og Zeiger 2010

23 Transport gjennom en membran drevet av en ph gradient Taiz og Zeiger 2010

24 Transport gjennom en membran Symport og antiport Taiz og Zeiger 2010

25 Transport gjennom en membran Energi fra ATP Taiz og Zeiger 2010

26 Passiv og aktiv transport

27 Cellemembranens gjennomtrengelighet Stoff Motstandskoeffesient Molekyl radius, nm Raffinose 1,00 0,61 Sukrose 1,00 0,53 Glukose 0,95 0,44 Glyserol 0,81 0,27 Urea 0,76 0,20 Marschner 1995

28 Mineraler i vekstmediet Oppløst i jordvæska (positivt ladde kationer og negativt ladde anioner) Bundet til jordpartikler (positivt ladde kationer)

29 Ionebytting Plantene tar opp det meste av mineralstoffene som ioner Næringsopptaket dreier seg om ionebytting: Når planta tar opp +-ioner (kationer), avgir rota samtidig H + -ioner Når (minus) -ioner (anioner) tas opp, skiller planterota ut HCO 3 - eller OH - -ioner i bytte

30 Bindingstyrke for kationer Al 3+ >Ca 2+ >Mg 2+ >K + =NH 4+ >Na +

31 Kaliuminnhold og kaliumopptak Kaliuminnhold, µmol/g friskvekt Kaliumopptak, µmol/g friskvekt/time 20,9 3,05 32,1 2,72 47,9 2,16 57,8 1,61 Marschner 1995

32 Antagonisme Effekt av K + og Ca 2+ på opptaket av Mg 2+ MgCl 2 MgCl 2 + CaSO 4 MgCl 2 + CaSO 4 + KCl Røtter Skudd ,5 Marschner 1995

33 Synergieffekt Næringskonsentrasjon Kaliumform Klorform KCl K 2 SO 4 KCl CaCl 2 0,2 1,6 1,6 0,8 0,7 2,0 2,7 1,9 2,0 1,0 20,0 5,7 2,2 4,3 2,1 Marschner 1995

34 Kationebytting negativt ladet leirepartikkel Mg 2+ K + Ca 2+ H + bundne ioner frigjøres HCO byttes mot inn- 3 gående kation kan byttes mot inngående anion H + HCO 3 negative ioner (nitrat, fosfat, sulfat) bindes ikke til jordrothår partikler og vaskes raskere ut av jordsmonnet

35 Næringen må komme i kontakt med røttene Rotvekst Mycorrhiza øker rotoverflaten Massetransport Diffusjon

36 Mycorriza

37 Rotutvikling Nitrattilførsel Mengel & Kirkby 1987

38 Effekt av lokal tilførsel av næring Havlin et al. 2005

39 Hvor i rota er opptaket mest effektivt? Kalium Kalsium Tilførsel, avstand fra rotspiss Transport til skudd 3,8 14,6 15,6 Akkumulering 11,5 3,8 1,9 Transport til rotspiss - 4,3 2,0 Totalt 15,3 22,7 19,5 Transport til skudd 2,4 2,2 2,4 Akkumulering 4,1 1,6 0,4 Transport til rotspiss ,5 3,8 2,8 Marschner 1995

40 Samspill mellom opptak av NH 4 + og K + NH 4 + Kalium (NH 4 ) 2 SO 4 - K + +K + -K + +K + 0 6,9 6,7 8,2 53,7 0,15 7,3 7,1 6,7 48,4 0,50 17,1 13,5 8,9 41,1 5,00 29,4 31,5 9,3 27,1 Marschner 1995

41 Sirkulering av chelatert mikronæring i jord Havlin et al. 2005

42 Jernchelat

43 Ulike transportveger gjennom cellemembranen og membranen rundt vakuolen Taiz og Zeiger 2010