식물의 광합성 외 토양과 재배를 통한 영양소

광합성과 영양소

식물 영양의 주요 원천은 태양의 에너지를 이용하여 대기 중의 이산화탄소를 단순당에 고정하는 것입니다. 이산화탄소는 기공으로 들어옵니다. O2는 광합성과 대기 성분의 생성물로 기공을 통해서도 이동합니다. 세포 호흡에서 설탕 속의 화학 결합에서 에너지를 방출하고 식물의 성장과 유지를 지원하는 데 사용됩니다.
그러나 이산화탄소와 빛 에너지는 식물이 필요로 하는 모든 분자의 합성에 충분하지 않습니다. 식물은 많은 무기 영양소를 필요로 합니다. 이들 중 일부는 식물이 비교적 대량으로 필요로 하는 미량 영양소이며, 다른 일부는 미량으로 필요로 하는 미량 영양소입니다. 9가지 대영양소가 있다: 탄소, 수소, 산소 - 모든 유기화합물에 포함된 3가지 원소 - 질소(아미노산에 필수), 칼륨, 칼슘, 인, 마그네슘(클로로필 분자의 중심), 황. 이러한 영양소 각각은 탄소의 경우처럼 건강한 식물 건조 중량의 1%를 크게 초과할 가능성이 있습니다. 7개의 미량 영양소 - 철, 염소, 구리, 망간, 아연, 몰리브덴 및 붕소 - constit 대부분의 식물에서 100만 분의 1 미만에서 수백 분의 1이 되도록 섞어줍니다. 매크로 영양소는 일반적으로 지난 세기에 발견됐지만 미량 영양소는 이렇게 소량을 식별하고 작동하는 기술이 발달하면서 최근에 계속 검출이 됐습니다.

영양 요건은 수경 재배에서 평가되며, 식물의 뿌리는 영양분을 포함한 통기수에 현탁됩니다. 용액에는 필요한 영양소가 모두 적절한 비율로 포함되어 있지만, 특정한 알려진 또는 의심스러운 영양소는 제외되어 있습니다. 그 후 식물은 성장을 허가받고 누락된 요소의 필요성을 나타낼 수 있는 이상 증상의 존재를 위해 연구됩니다. 그러나 사용된 물이나 용기에는 이 물질들이 의도적으로 용액에 첨가되지 않았음에도 불구하고 식물이 정상적으로 성장할 수 있도록 충분한 미량 영양소가 함유되어 있는 경우가 많습니다. 미량 영양소의 양이 얼마나 적은지 알기 위해 호주의 심각한 부족한 토양에 가해지는 몰리브덴의 표준 용량은 10년에 한 번, 헥타르당 약 34g(약 1줌)입니다! 대부분의 식물은 수경재배로 만족스러운 성장을 이루며, 이 방법은 고가이기는 하지만 상업적 목적으로 실용적인 경우도 있습니다. 분석 화학을 통해 식물 재료를 채취하고 다른 분자의 수준을 테스트하는 것이 훨씬 쉬워졌습니다. 하나의 응용은 식물의 성장에 관한 이산화탄소(지구온난화의 결과)의 상승을 조사하는 것입니다. 이산화탄소 농도가 높아짐에 따라 일부 식물의 잎은 크기가 증가하지만 질소의 양은 탄소에 비해 감소합니다. 이로 인해 초식동물에 대한 잎의 영양가가 저하됩니다.

탄소, 산소, 수소는 식물 건조중량의 약 94%를 차지하며, 그 외의 대규모 영양소(질소, 칼륨, 칼슘, 인, 마그네슘, 황)는 각각 식물 건조중량의 1% 이상을 차지합니다.

토양

식물의 성장은 토양의 구성에 의해 영향을 받습니다. 토양은 지각의 고도로 풍화된 외층. 모래, 다양한 크기의 암석, 점토, 실트, 부식, 기타 다양한 형태의 광물과 유기물을 포함할 수 있는 성분의 혼합물로 구성되어 있으며 입자 사이에는 물과 공기를 포함한 기공 공간이 발생합니다. 토양의 광물 분율은 암석의 조성에 따라 다릅니다. 지각에는 약 92개의 자연발생 원소가 포함되어 있으며, 2장의 표 2.1은 이 원소들 중 가장 일반적인 원소를 보여주고 있습니다.

그리고 지구의 질량에 대한 비율입니다. 대부분의 원소는 광물이라고 불리는 무기 화합물로 결합되어 있고, 대부분의 암석은 몇 가지 다른 광물로 구성되어 있습니다. 토양도 유기물 파편을 분해해 재활용하는 미생물로 가득 차 있습니다. 영국 밀밭 1헥타르(0.06마일 2) 아래 토양에 존재하는 유기체에는 약 5 미터톤의 탄소가 결합되어 있으며, 그 양은 양 100마리의 무게와 거의 맞먹습니다! 대부분의 뿌리는 표토에 존재하지만 표토는 크기가 다른 광물입자(두께 2mm 미만), 생물체, 부식질이 혼재되어 있습니다. 흄은 부분적으로 부패한 유기 물질로 구성되어 있습니다. 침식 또는 조경불량으로 표토 유실 시 토양의 보수력과 영양관계를 모두 유지할 수 있음 악영향을 받습니다. 토양 총량의 약 절반은 공간과 기공으로 차지되고 있으며 습기 상태에 따라 공기와 물이 가득 차기도 합니다. 토양수의 일부는 아래에 설명하는 성질 때문에 식물을 이용할 수 없습니다. 중력에 의해 특정 토양에 도달한 물의 일부는 즉시 그것을 통해 배수됩니다. 물의 또 다른 부분은 일반적으로 직경 약 50 마이크로미터 미만의 작은 토양 구멍에 보관되어 있습니다. 이 물은 바로 식물에 이용할 수 있습니다. 증발이나 뿌리의 흡수로 고갈되면 토양에 더 많은 물이 가해지지 않는 한 식물은 시들어 최종적으로 시들어 버립니다.

재배

자연계에서는 영양소는 재활용되어 생물이 지속적으로 이용할 수 있게 됩니다. 이러한 공동체가 경작 작물로 대체되면 상황은 극적으로 변화합니다. 토양은 침식에 노출되어 영양소가 손실됩니다. 따라서 재배 작물이나 원예 식물에는 일반적으로 추가적인 미네랄 영양소가 공급되어야 합니다.
그 해결책 중 하나가 작물의 순환입니다. 예를 들어, 농가는 1년 이내에 밭에서 옥수수를 재배하고, 이듬해에는 콩을 재배합니다. 두 작물 모두 토양에서 영양분을 제거하지만 식물은 영양요구량이 달라 토양이 2년 연속 같은 영양분을 잃지는 않습니다.

콩 식물은 토양에 질소 화합물을 추가하기도 하는데, 이는 뿌리에 결절되어 성장하는 질소 고정균에 의해 방출됩니다. 농가는 밭에 휴경을 허용하는 경우가 있습니다.즉, 1년이나 2년은 밭에서 작물을 키우지 않는 것입니다. 

이를 통해 자연스러운 과정을 통해 필드의 영양 저장량을 재구축할 수 있습니다. 토양의 비옥도를 유지하는 데 도움이 되는 다른 농업 관행은 밭에 남겨진 식물 재료 아래에서 경작하는 것을 포함합니다. 잔디밭이나 정원에서도 같은 일을 할 수 있습니다. 잔디를 잘라내거나 마른 잎을 남김으로써 말입니다. 토양 속의 분해제가 나머지를 실시하고, 식물 재료를 부식질로 바꿉니다. 비료는 경작지에서 잃어버린 영양소를 대체하는 데에도 사용됩니다. 토양에 첨가해야 할 가장 중요한 미네랄 영양소는 질소(N), 인(P), 칼륨(K)입니다. 이 원소들은 모두 대량으로 필요하며 토양 중에서 가장 부족할 가능성이 높습니다. 화학비료와 유기비료 모두 대량으로 첨가되는 경우가 많아 특정 상황에서는 오염의 중요한 원인이 될 수 있습니다. 유기 비료는 화학 비료를 구하기 훨씬 전부터 널리 사용되고 있었습니다. 농작물에는 전통적으로 비료나 죽은 동물의 유골 등의 물질이 적용되어 있으며 토양의 비옥도를 높이기 위해 식물을 아래로 경작하는 경우가 많습니다. 유기비료가 식물에 어떤 원소도 공급할 수 없고, 그것을 할 수 있다고 믿을 근거는 없습니다. 그러나 유기 비료는 토양의 부식질을 축적하고 토양의 수분과 영양 유지성을 높이는 경우가 많습니다. 따라서 특정 상황에서 유기 비료를 사용하여 1년의 다른 시기에 식물에 대한 영양소의 이용 가능성을 개선할 수 있습니다.

토양에는 유기물과 다양한 미네랄과 영양소가 포함되어 있습니다. 토양의 비옥도를 유지하기 위해서는 작물의 회전, 작물 아래 경작, 비료와 같은 농업 관행이 종종 필요합니다.