Belépés
A foszfor rendkívül fontos szerepet játszik minden élő szervezet életében, mivel számos biokémiai folyamatban vesz részt. A növények számára legfontosabb elemek – a szén, a nitrogén és a kálium – mellett a foszfor egyike azon elemeknek, amelyekre a növényeknek különösen nagy a tápanyagigényük. A foszfor fontos és pótolhatatlan funkciókat lát el a növények életfolyamataiban, mint például a légzés, a fotoszintézis, a zsíranyagcsere, a nitrogénanyagcsere és sok más. Biokémiai szempontból azonban a foszfor legfontosabb szerepe abban rejlik, hogy energiában gazdag kötéseket képez, ami olyan vegyületeket eredményez, amelyek „energiaraktárakként” szolgálnak.
A foszfor körforgása a természetben.
Az élőlények és környezetük közötti ásványi anyagok vagy elemek állandó cseréjét biogeokémiai ciklusnak nevezzük. Az egyik legfontosabb az elemi foszforciklus. A foszforciklus magában foglalja ennek az elemnek a mozgását a bioszféra élő és élettelen részein keresztül. A Földön található számos kémiai elem elengedhetetlen a folyamatokhoz és az élő szervezetekhez. Az oxigénnel és a szénnel ellentétben a foszfor összetett útvonalakat követ. Kering a talajban, a kőzetekben, a vízben és a Föld légkörében, valamint az ezeket az ökoszisztémákat benépesítő élőlényekben.
Foszfor és növények.
A foszforvegyületek elsősorban a kőzetekben találhatók. A foszfor nem jut át a légkörön, de a foszfort tartalmazó kőzetek mállás és erózió révén foszfátokat (PO43-) szabadítanak fel az ökoszisztémába . A növények számára a foszfor esszenciális tápanyag (a nitrogén után a második). A növények a gyökérszőrökön keresztül veszik fel a foszfátokat (H2PO4- , HPO42- ) . A növények leveleken keresztül is felvehetik a foszfort, a fiatal szövetek és levelek a leghatékonyabban szívják fel. A növény belsejében szerves formákká alakul. A foszfor a cukorfoszfátok, nukleotidok, nukleinsavak, foszfolipidek és koenzimek alkotóeleme. A növények különféle stratégiákat alkalmaznak a szervetlen ortofoszfátok hasznosulásának és felvételének növelésére a szubsztrátból. A foszfor hasznosulását növelheti a szerves savak, különösen a citromsav és a hangyasav gyökerekből a szubsztrátba történő kiválasztása, valamint a vas, alumínium és kalcium-foszfátok citrátokká alakítása, amelyeket a növények felszívnak. A csökkent foszfor-hozzáférhetőség a gyökerekben a szerves foszforvegyületeket hidrolizáló extracelluláris foszfatázok fokozott aktivitását és szekrécióját is okozza. A szövetek foszfortartalmának csökkenése növeli a foszfátion-felvételt, miután a növényeket teljes táptalajra helyezték át. A PO43 - felvétel megnövekedett kapacitását a sejtmembránokban található P-transzporterek számának és a foszfátionok iránti affinitásuknak a növekedése magyarázza. Ismert, hogy a foszfáttranszporterek a kloroplasztok és a mitokondriumok membránjaiban léteznek.
Foszforhiány és a növények növekedése
Az ebben az elemben hiányos növények növekedése károsodik. A hiányos nitrogénszinttel rendelkező növényekkel ellentétben ezek a növények sötétzöldek. A foszforhiány gyakran az antocianin pigmentek túlzott felhalmozódásához vezet a növényi szövetekben, ami a foszforhiány első tünete. Súlyos foszforhiány esetén a fiatal levelek "elvonják" a foszfátionokat az idősebb levelektől, ami azok pusztulásához vezet. A foszfortartalom csökkenése vagy hiánya a környezetben meghatározza a gyökér morfológiáját: a gyökér tömege és hossza növekszik, míg az átmérő csökken, több oldalgyökér fejlődik, és ezek megnyúlnak. Ezek a változások növelik az ionfelvétel felületét. A gyökérnövekedési zónában lévő sejtek ultrastrukturális vizsgálata a vakuólumok számának növekedését és a másodlagos vakuólumok jelenlétét is kimutatták a kéregben. A szövetek foszforszintje jelentősen befolyásolja a fotoszintézis lefolyását és intenzitását a klorofilltartalom és a kloroplaszt szerkezetének megváltoztatásával, valamint a fotoszintézis világos és sötét fázisának reakcióinak, valamint a fotoszintetikus termékek szétválásának és anyagcseréjének befolyásolásával. A növényi szövetek foszforának enyhe hiánya a klorofilltartalom növekedését okozza a levelekben.
A foszfor szerepe a növényi szövetek energiatárolásában és -átadásában.
A foszfor egyik tulajdonsága, hogy energiában gazdag kötéseket képes képezni, aminek köszönhetően a különböző folyamatok során felszabaduló energia átmenetileg tárolható, és később felhasználható olyan folyamatokban, amelyek energiabevitelt igényelnek. A biológiai reakciók exoerg és endoerg reakciókra oszthatók. Az előbbi típusú reakciókban bizonyos mennyiségű energia szabadul fel, míg az utóbbi típusú reakciókban az energia a környezetből nyelődik el; más szóval, ezeket a reakciókat energiával kell ellátni. A sejtben zajló összes főbb szintetikus folyamat endoerg. A biológiai rendszerekben lejátszódó szintetikus reakciók általában endoergikusak, ezért ahhoz, hogy bekövetkezzenek, egy másik reakcióhoz kell kapcsolódniuk, mégpedig egy olyanhoz, amely ezt az energiát biztosítani tudja. A jelentős mennyiségű energiát biztosító foszfátkötéseket nagy energiájúnak nevezzük.
szerző: Marcin Kołodziejczyk
-Iwona Ciereszko "A növények növekedése és anyagcseréje foszforhiányos körülmények között." Kosmos 49. kötet 1-2. szám 2000.
-Gerhard Richter "Anyaganyaló folyamatok a növényekben" PWN 1975. Franck B. Salibury, Cleon Ross "Növényélettan" PWRiL 1975.
-Zurzycki J. Michniewicz M. "Növényélettan" PWRiL 1979.
-Otis F. Daniel G. Curtis Clark "Bevezetés a növényélettanba" PWRiL 1958.
-Anna Nowotna-Mieczyńska "A növények ásványi táplálkozásának élettana". PWRiL 1965