Ρόλος θρεπτικών στοιχείων στα φυτά

Μακροστοιχεία

Τα στοιχεία αυτά απαιτούνται και ευρίσκονται σε υψηλές συγκεντρώσεις στα φυτά. Οι συγκεντρώσεις των στοιχείων αυτών εκφράζονται επί τοις % (βάρος στοιχείου ανά 100g ξηρής φυτικής βιομάζας).^[1]

Άζωτο

Το άζωτο είναι το στοιχείο που απαιτείται σε μεγάλες ποσότητες από τα φυτά. Οι συνήθεις περιεκτικότητες σε ολικό άζωτο κυμαίνονται από 1% και 5% κατά βάρος. Τα ευρέα αυτά όρια οφείλονται σε διαφοροποιήσεις ανάλογα με το είδος του φυτού, αλλά και την εποχή δειγματοληψίας, που σχετίζεται με το στάδιο ανάπτυξης και τις αντίστοιχες ανάγκες. Απορροφάται από τα φυτά ως ΝΟ₃^-, ως ΝΗ₄⁺ και πιθανά σε μικρές ποσότητες ως μικρομοριακές οργανικές μορφές. Στα υγρά, θερμά και καλώς αεριζόμενα εδάφη με pH >5 η κυρίαρχη μορφή είναι η ΝΟ₃^-.

Όταν το άζωτο απορροφάται από το φυτό υπό ΝΟ₃^- μορφή, αυτή για να μετάσχει στη μεταβολική διαδικασία πρέπει πρώτα να αναχθεί σε μορφή ΝΗ₃ μέσω μιας ενεργοβόρας αναγωγικής διαδικασίας. Η αναγωγή των νιτρικών περιλαμβάνει 2 ενζυμικές αντιδράσεις που, ανάλογα με το είδος του φυτού, συμβαίνουν στα φύλλα ή και στις ρίζες.

Μικρή και μάλλον προσωρινή αποθήκευση του ΝΟ₃^- σε χυμοτόπια μπορεί να συμβεί μόνο υπό ακραίες συνθήκες υπερσυγκέντρωσης ΝΟ₃^- στο εδαφικό διάλυμα και απορρόφησής του από τις ρίζες. Διαφορετικά το ΝΟ₃ θα ανάγεται γρήγορα και η αμμωνιακή μορφή ΝΗ₄⁺ που παράγεται, θα πρέπει να ενσωματωθεί αμέσως σε οργανικές ενώσεις, διότι η συσσώρευσή του στους φυτικούς ιστούς σε ανόργανη μορφή είναι τοξική. Η παραγόμενη ΝΗ₃ μετατρέπεται λοιπόν άμεσα σε ΝΗ₄ που αφομειώνεται στους φυτικούς ιστούς κυρίως σε μορφή πρωτεΐνης, αμινοξέος ή νουκλεϊκού οξέος.

Το άζωτο υπάρχει επίσης στο μόριο της χλωροφύλλης και συγκεκριμένα στο δακτύλιο της πορφυρίνης. Η επαρκής θρέψη των φυτών με άζωτο, συμβάλλει στην υψηλή φωτοσυνθετική δραστηριότητα και στην ανάπτυξη των φυτών, τα οποία παρουσιάζουν έντονο σκούρο πράσινο χρώμα. Εν τούτοις, περίσσεια αζώτου σε σχέση με άλλα θρεπτικά στοιχεία, προκαλεί καθυστέρηση της ωρίμανσης. Αντίθετα, έλλειψη αζώτου προκαλεί κιτρίνισμα του ελάσματος ιδιαίτερα των παλαιότερων φύλλων αφού είναι ευμετακίνητο στοιχείο, λόγω της απώλειας πρωτεϊνικού αζώτου στους χλωροπλάστες.^[1]

Φώσφορος

Η συγκέντρωση του ολικού φωσφόρου στα περισσότερα φυτά κυμαίνεται μεταξύ 0,1 και 0,4% είναι δηλαδή μικρότερη περίπου κατά 10 φορές εκείνης του αζώτου. Τα φυτά απορροφούν το φώσφορο από το έδαφος υπό μορφή ορθο-φωσφορικών ανιόντων Η₂PO₄^-, η οποία επικρατεί στα εδάφη με χαμηλό pH και HPO₄^-2 που επικρατεί στα εδάφη με υψηλό pH. Τα φυτά μπορούν να απορροφήσουν επίσης και ορισμένα διαλυτά οργανικά φωσφορικά, όπως νουκλεϊνικά οξέα και φυτίνη, που προκύπτουν κατά την αποσύνθεση της οργανικής ουσίας στο έδαφος, η συμμετοχή τους όμως στη θρέψη των φυτών με φώσφορο είναι περιορισμένη.

Ο σημαντικός ρόλος του φωσφόρου στα φυτά είναι στην αποθήκευση και μεταφορά ενέργειας. Επάρκεια θρέψης των φυτών με φώσφορο είναι σημαντική για τον σχηματισμό των αναπαραγωγικών μερών του. Μεγάλα ποσά ευρίσκονται στους σπόρους και τους καρπούς. Συμβάλλει στην πρωιμότητα φυτών, στην αύξηση της ανάπτυξης του ριζικού συστήματος συμμετέχοντας έτσι στην καλύτερη απορρόφηση και των άλλων θρεπτικών από το έδαφος, τα στελέχη των σιτηρών γίνονται πλέον εύρωστα και αντέχουν στο πλάγιασμα, το δε ριζικό σύστημά τους γίνεται σχετικά πιο ανθεκτικό στις ασθένειες, καθώς και στην ποιότητα φρούτων, λαχανικών, σπόρων.

Ο φώσφορος στο έδαφος λόγω της ισχυρής προσρόφησής του στα ανόργανα εδαφικά κολλοειδή μετακινείται δύσκολα. Στο φυτό όμως είναι ευμετακίνητος. Αυτό σημαίνει ότι μετακινείται εύκολα προς τα μέρη που παρατηρείται έντονη φωτοσυνθετική δραστηριότητα. Επομένως, πιθανή τροφοπενία εμφανίζεται πρώτα στα παλαιότερα φύλλα, τα οποία συνήθως υπό συνθήκες έλλειψης έχουν βαθύ πράσινο χρώμα. Στα οπωροφόρα είναι σκληρά με καστανωπό χρώμα και πίπτουν πρόωρα.

Υψηλές συγκεντρώσεις φωσφορικών ιόντων στο έδαφος προκαλεί παρεμπόδιση απορρόφησης ορισμένων ιχνοστοιχείων όπως σιδήρου, χαλκού, ψευδαργύρου με αποτέλεσμα τη μειωμένη ανάπτυξη των φυτών, που οφείλεται στην έλλειψη των στοιχείων αυτών.^[1]

Κάλιο

Το κάλιο απορροφάται από τα φυτά σαν ιόν (Κ⁺ και η περιεκτικότητά των φυτικών ιστών σε κάλιο κυμαίνεται μεταξύ 1 και 4%. Αντίθετα με το άζωτο και φώσφορο, δεν μετέχει σαν δομικό στοιχείο στα μακρομόρια των συστατικών των κυττάρων. Ευρίσκεται είτε μεμονωμένο σαν κατιόν στο διάλυμα, είτε σχηματίζει δεσμό με τις αρνητικά φορτισμένες οργανικές ρίζες, με αποτέλεσμα να μετέχει σε λειτουργίες που σχετίζονται με το ιοντικό φορτίο του διαλύματος των κυττάρων, τις αντλίες πρωτονίων των κυτταρικών μεμβρανών, αλλά και τον σχηματισμό ΑΤΡ.^[1]

Ασβέστιο

Το ασβέστιο απορροφάται από τα φυτά ως κατιόν και η συγκέντρωσή του κυμαίνεται σε αυτά μεταξύ 0,2 και 1%. Παίζει σημαντικό ρόλο στη δομή και περατότητα των κυτταρικών μεμβράνων. Έλλειψη ασβεστίου επιφέρει γενική υποβάθμιση της δομής των μεμβρανών, με αποτέλεσμα τη μείωση της ικανότητας διατήρησης εντός του κυττάρου των ουσιών που μπορεί να διαχυθούν.

Το ασβέστιο είναι απαραίτητο για την αύξηση και τη διαίρεση των κυττάρων και η έλλειψή του έχει σαν αποτέλεσμα την αποτυχία σχηματισμού επάκριων οφθαλμών των βλαστών και των ακροριζίων των ριζών. Επειδή η απορρόφηση του ασβεστίου γίνεται μόνο από τα ακρορίζια, η περαιτέρω απορρόφησή του παρεμποδίζεται. Αλλά και κάθε παράγοντας που παρεμποδίζει την ανάπτυξη νέων ριζών (κατάκλυση του εδάφους με νερό, χαμηλές θερμοκρασίες) συντελεί στη μειωμένη απορρόφησή του, παρόλο ότι η συγκέντρωσή του στο εδαφικό διάλυμα μπορεί να είναι πολύ μεγάλη.

Το ασβέστιο είναι μη κινητικό στοιχείο στο φυτό. Μετακινείται με βραδύ ρυθμό στον φλοιό και για αυτό το λόγο σε περίπτωση τροφοπενίας παρατηρείται έλλειψη στα νέα φύλλα και κυρίως στους καρπούς και γενικά στα αποθηκευτικά όργανα του φυτού. ^[1]

Μαγνήσιο

Το μαγνήσιο απορροφάται ως κατιόν και η συγκέντρωσή του στα φυτά ποικίλλει μεταξύ 0,1 - 0,4%. Αποτελεί βασικό συστατικό του μορίου της χλωροφύλλης, η οποία περιέχει το 15-20% του συνόλου του μαγνησίου του φυτού. Αποτελεί, επίσης, βασικό συστατικό των ριβοσωμάτων και μέσω της ενεργοποίησης των t-RNA, που υπάρχουν σε αυτά, παίζει ρόλο στο μηχανισμό σύνθεσης των πρωτεϊνών. Η έλλειψη μαγνησίου μειώνει τον ρυθμό σύνθεσης των πρωτεϊνών και τη συσσώρευση μη πρωτεϊνικού αζώτου στα φυτά. Συμβάλλει στην ενεργοποίηση σχεδόν όλων των ενζύμων που είναι υπεύθυνα για τις φωσφορυλιώσεις στο μηχανισμό των υδρογονανθράκων. Οι περισσότερες αντιδράσεις που περιλαμβάνουν μεταφορά φωσφορικών ομάδων από τα ΑΤΡ χρειάζονται μαγνήσιο. Επομένως, οι βασικές διεργασίες μεταφοράς ενέργειας που λαμβάνουν χώρα στη φωτοσύνθεση, τη γλυκόλυση, τον κύκλο του Krebs και την αναπνοή, χρειάζεται μαγνήσιο.

Επειδή στα φυτά είναι ιόν που μετακινείται εύκολα από τα παλαιότερα φύλλα στα νεότερα, τα συμπτώματα της έλλειψης του συχνά εμφανίζονται πρώτα στα χαμηλότερα φύλλα. Η έλλειψη μαγνησίου εμφανίζεται συνήθως υπό μορφή πράσινης σφήνας στο φύλλο και χλώρωσης στο έλασμα ή χλωρώσεων μεταξύ των νεύρων. Όταν η έλλειψη είναι εντονότερη, το χρώμα των φύλλων γίνεται διαδοχικά κίτρινο, καφέ και τελικά τα φύλλα νεκρώνονται. Σε πολλά δικότυλα τα φύλλα είναι κίτρινα στην περιοχή μεταξύ των νεύρων. Το μαγνήσιο ανταγωνίζεται το μαγγάνιο. Υψηλά επίπεδα μαγγανίου, μειώνουν την απορρόφηση μαγγανίου και αποφεύγεται η τοξικότητα μαγγανίου στα φυτά.^[1]

Θείο

Το θείο απορροφάται από τα φυτά ως θειϊκή ρίζα (SO₄^-). Μικρές ποσότητες διοξειδίου του θείου μπορούν να απορροφηθούν απ' ευθείας από τα φύλλα και να χρησιμοποιηθούν από τα φυτά, αλλά υψηλές συγκεντρώσεις διοξειδίου του θείου είναι τοξικές. Οι συγκεντρώσεις των φυτών σε θείο κυμαίνονται από 0,1 - 0,4%. Σε ορισμένα φυτά ευρίσκεται σε συγκεντρώσεις ίδιες ή μικρότερες με τον φώσφορο, αλλά σε άλλα βρίσκεται σε μεγαλύτερα ποσά.

Το θείο απαιτείται για τη σύνθεση απαραίτητων αμινοξέωνπου το περιέχουν στο μόριό τους, όπως είναι η κυστεΐνη και η μεθειονίνη. Σχεδόν το 90% του θείου στα φυτά ευρίσκεται σε αυτά τα αμινοξέα. Παίζει ρόλο στη σύνθεση πρωτεϊνών, όπου ο κυριότερος ρόλος του είναι ο σχηματισμός γεφυρών με δισουλφιδικούς δεσμούς (-S-S) μεταξύ των αλυσίδων των πολυπεπτιδίων, που συντελούν στην σταθερότητα των πρωτεϊνών. Το θείο χρειάζεται για τη σύνθεση του συνενζύμου Α, της βιοτίνης, της γλουταθιόνης και της βιταμίνης Α. Συμμετέχει, επίσης, παρόλο που δεν αποτελεί συστατικό της, στη σύνθεση της χλωροφύλλης, της οποίας η % περιεκτικότητα αυξάνει με την αύξηση του θείου στο φυτό.

Η τροφοπενία του θείου προκαλεί καθυστέρηση στην ανάπτυξη των φυτών και χαρακτηρίζεται από ανομοιόμορφα χλωρωτικά-καθυστερημένης ανάπτυξης φυτά, με βλάστηση σχήματος θυσάνων. Πολλές φορές τα συμπτώματα μοιάζουν με εκείνα της τροφοπενίας αζώτου και μόνο η ανάλυση των ιστών μπορεί να δώσει το αίτιο, παρόλο που το θείο λόγω του ότι δε μετακινείται εύκολα στο φυτό, εμφανίζει τα πρώτα συμπτώματα τροφοπενίας στα νεότερα φύλλα. ^[1]

Ιχνοστοιχεία

Οι συγκεντρώσεις των στοιχείων αυτών στα φυτά εκφράζεται σε ppm (κατά βάρος ξηρού φυτικού ιστού). Τα σημαντικότερα ιχνοστοιχεία που παίζουν ρόλο στα φυτά αναλύονται παρακάτω. ^[1]

Σίδηρος

Η ζώνη επάρκειας του σιδήρου στα φυτά κυμαίνεται μεταξύ 50 και 250ppm (επί ξηράς βάσης). Γενικά, όταν η περιεκτικότητα των φυτών σε σίδηρο είναι μικρότερη των 50ppm, τα φυτά πιθανότητα εμφανίζουν τροφοπενία. Ο σίδηρος απορροφάται από τα φυτά ως δισθενής (Fe⁺²), ως τρισθενής (Fe⁺³) και ως οργανικό σύμπλοκο, μολονότι η δισθενής μορφή του είναι η πιο κινητική και διαθέσιμη για να χρησιμοποιηθεί στις μεταβολικές διεργασίες του φυτού. Μερικοί ιστοί που περιέχουν μεγάλες ποσότητες τρισθενούς σιδήρου εμφανίζουν συμπτώματα τροφοπενίας.

Ο σίδηρος παίζει σημαντικό ρόλο σε οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις στο φυτό, γιατί μπορεί να πάρει ή να δώσει ηλεκτρόνια, ανάλογα με το δυναμικό οξειδοαναγωγής των αντιδρώντων συστατικών. Η μετακίνηση ηλεκτρονίων μεταξύ των οργανικών μορίων και του σιδήρου καθορίζει το δυναμικό πολλών ενζυμικών διαδικασιών, στις οποίες ο σίδηρος είναι απαραίτητος. Μερικά από τα ένζυμα αυτά μετέχουν στη σύνθεση της χλωροφύλλης και όταν υπάρχει έλλειψη σιδήρου, η παραγωγή της μειώνεται, με αποτέλεσμα την εμφάνιση της χαρακτηριστικής χλώρωσης.

Τα συμπτώματα της χλώρωσης του σίδηρου εμφανίζονται σε πρώτα στάδια με κιτρίνισμα του ελάσματος μεταξύ των νεύρων, ενώ τα νεύρα παραμένουν πράσινα. Όταν η έλλειψη είναι μεγαλύτερη, η χλώρωση επεκτείνεται σε ολόκληρο το φύλλο. Η χλώρωση αυτή εμφανίζεται κυρίως σε καλλιέργειες που αναπτύσσεται σε ασβεστούχα ή αλκαλικά εδάφη.

Επειδή ο σίδηρος δεν μετακινείται εύκολα στο φυτό, τα συμπτώματα της τροφοπενίας του εμφανίζονται στα νεότερα φύλλα, αλλά και στα επάκρια μεριστώματα, με αποτέλεσμα να μειώνεται η ανάπτυξη. Ο υπόλοιπος σίδηρος βρίσκεται αποθηκευμένος ως φυτοφερριτίνη και αποτελεί απόθεμα σιδήρου. Το απόθεμα αυτό χρησιμοποιούν οι αναπτυσσόμενοι χλωροπλάστες για τις ανάγκες της φωτοσύνθεσης.

Μια άλλη μορφή σιδήρου στους χλωροπλάστες είναι η φερρεδοξίνη. Η φερρρεδοξίνη παίζει παρόμοιο ρόλο στην αναγωγή των νιτρικών και θεϊικών, καθώς και στην ενεργοποίηση του ενζύμου νιτρογενάση που είναι απαραίτητο στη δέσμευση του αζώτου από τα αζωτοδεσμευτικά βακτήρια. ^[1]

Βόριο

Το μεγαλύτερο ποσοστό του βορίου περνάει μέσα στη ρίζα παθητικά με το ρεύμα της διαπνοής ως αδιάστατο βορικό οξύ. Όμως, μικρές ποσότητες βορίου προσλαμβάνονται ενεργά. Οι παράγοντες που μειώνουν την διαπνοή, όπως η υψηλή σχετική υγρασία ή η ξηρασία μειώνουν την πρόσληψη του βορίου και την μετακίνηση του. Το βόριο μόλις βρεθεί στον ελεύθερο χώρο της ρίζας μπορεί να συνδεθεί με πολυσακχαρίτες, ή να παραμείνει ελεύθερο ως επιφανειακό film βορίου, ή να προσαρτηθεί πάνω στα κυτταρικά τοιχώματα. Το βόριο είναι σχετικά δυσκίνητο μέσα στο φυτό. Κινείται κυρίως στο ξύλο ως σύμπλοκο σακχάρων-βορικού, ενώ η κίνησή του στον φλοιό είναι περιορισμένη. Το βόριο μπορεί να χαθεί με τον μηχανισμό της σταγονόρροιας από τα υδατώδη.

Οι λειτουργίες του βορίου στο φυτό σχετίζονται με την μεριστωματική αύξηση και εμπλέκονται άμεσα στην διαφοροποίηση των κυττάρων, την ωρίμανση, την διαίρεση και την επιμήκυνση. Η μοριακή βάση αυτής της λειτουργίας βρίσκεται στο ότι το βόριο είναι αναγκαίο για την σύνθεση της ουρακίλης. Η ουρακίλη είναι συστατικό του RNA και η πρόδρομη ένωση της ουριδινο-διφωσφορο-γλυκόζης. Όταν περιορίζεται η στάθμη του βορίου, οι ρυθμοί της κυτταρικής διαίρεσης μειώνονται και αυξάνει ο αριθμός των αδιαφοροποίητων κυττάρων. Επιπλέον, το βόριο επηρεάζει την αύξηση του υπέρου, πιθανώς με αύξηση της απορρόφησης και του μεταβολισμού των σακχάρων και αύξηση της αναπνοής. Επομένως το βόριο ασκεί ένα έμμεσο έλεγχο στη βλάστηση. Αρκετές άλλες λειτουργίες αποδίδονται στο βόριο και είναι οι παρακάτω:

Συμπλοκοποιείται με πολυϋδρόξυ-υποστρώματα, ένζυμα και συν-ένζυμα και ενεργοποιεί ή παρεμποδίζει μεταβολικές διαδικασίες.

Προστατεύει την οξειδάση του ινδολυλ-οξεικού οξέος από την συμπλοκοποίηση με τους παρεμποδιστές της.

Συνδέεται με φωσφογλυκονικό και παρεμποδίζει την πορεία των φωσφοροπεντοζών, οπότε η γλυκόλυση ευνοείται και δεν συσσωρεύονται φαινόλες.

Εμπλέκεται στη βιοσύνθεση της λιγνίνης και στη διαφοροποίηση των αγγείων του ξύλου.

Η μέση περιεκτικότητα των περισσοτέρων φυτών σε βόριο είναι 20 mg kg-1 (ppm) σε ξηρή βάση. Το βόριο κατανέμεται ακανόνιστα μέσα στο φυτό. Τα υψηλότερα επίπεδα βορίου βρίσκονται στα αναπαραγωγικά φυτικά μέρη, όπως τους ανθήρες, το στίγμα και τις ωοθήκες (μερικές φορές σε επίπεδα διπλάσια από εκείνα των βλαστών). Οι απαιτήσεις σε βόριο ποικίλλουν μεταξύ των διαφόρων τύπων των φυτών. Στα μονοκότυλα είδη, η περιεκτικότητα των φύλλων κυμαίνεται μεταξύ 1 και 6 ppm, ενώ στα περισσότερα δικότυλα μεταξύ 20 και 70 ppm. Στα δικότυλα που φέρουν σύστημα latex είναι μεταξύ 80 και 100 ppm. Το περισσότερο από το βόριο των φύλλων συσσωρεύεται στην περιφέρεια και στα άκρα, σε επίπεδα 5 έως 10 φορές υψηλότερα από εκείνα του ελάσματος.

Ορισμένες καλλιέργειες όπως το σακχαρότευτλο, το σέλινο, η μηλιά, η αχλαδιά, το αμπέλι, και μερικά ψυχανθή, έχουν υψηλότερες απαιτήσεις σε βόριο.

Η έλλειψη του βορίου από το φυτό μπορεί να περιγραφεί ως μία ακανόνιστη επιμήκυνση των σημείων αύξησης ή και των επακρίων μεριστωμάτων. Τα νεαρά φύλλα είναι παραμορφωμένα, ζαρωμένα, παχύτερα και σκουρότερα στο χρώμα. Τελικά, τα ακραία σημεία αύξησης θανατώνονται. Τα φύλλα και οι βλαστοί μπορεί να γίνουν εύθραυστα, είτε επειδή επηρεάζεται ο σχηματισμός του κυτταρικού τοιχώματος, είτε επειδή συσσωρεύονται φαινόλες. Η συσσώρευση αυξινών και φαινολών επάγει την νέκρωση των φύλλων και άλλων φυτικών μερών. Οι ρίζες είναι γλοιώδεις, παχιές, με εξογκώματα και έχουν νεκρωμένες άκρες. Η έλλειψη του βορίου ευθύνεται ιδιαίτερα για την σήψη της κορυφής και της καρδιάς στα σακχαρότευτλα. Τα νέα φύλλα είναι υπανάπτυκτα και καφέ ή μαύρα. Τα σημεία αύξησης θανατώνονται και η κορυφή σαπίζει. Η έλλειψη βορίου στο γογγύλι προκαλεί κοίλες, ραγισμένες ρίζες με υαλώδη όψη. Στο σέλινο, η έλλειψη βορίου προκαλεί ραγισμένες ρίζες. Οι καρποί των ελλειματικών σε βόριο φυτών μπορεί να είναι μικροί, παραμορφωμένοι και κακής ποιότητας. Στα ελλειματικά σε βόριο μήλα και τομάτες, σχηματίζεται φελλώδες υλικό.

Το εύρος μεταξύ επαρκών και τοξικών επιπέδων βορίου είναι στενό. Είδη ευαίσθητα στην τοξικότητα βορίου είναι το ροδάκινο, το σταφύλι και το σύκο. Αν το νερό άρδευσης περιέχει υψηλά επίπεδα βορίου, το βόριο μπορεί να συσσωρευτεί στις επιφανειακές στρώσεις του εδάφους των ξηρών περιοχών. Επίπεδα πάνω από 5 ppm βορίου στο νερό είναι τοξικά για τα περισσότερα φυτά. Πάνω από 10 ppm, η τοξικότητα μπορεί να γίνει εμφανής και στα ανθεκτικά φυτά. Τα συμπτώματα της τοξικότητας είναι η χλώρωση και η νέκρωση των άκρων των φύλλων και τελικά το καψάλισμα και το κάψιμο των φύλλων. Τα φύλλα αυτά πέφτουν πρόωρα.

Χαμηλά επίπεδα βορίου στο φυτό επηρεάζουν την ενσωμάτωση φωσφόρου στα νουκλεϊκά οξέα και μειώνουν τα επίπεδα άλλων ενώσεων που περιέχουν φωσφόρο, όπως το ΑΤΡ. Η απορρόφηση του φωσφόρου από τις ρίζες των ελλειματικών σε βόριο φυτών μπορεί να μειωθεί στο μισό.

Υψηλά επίπεδα καλίου έχει βρεθεί ότι μειώνουν την περιεκτικότητα του βορίου στο φυτό. Αυξημένο κάλιο μειώνει τον λόγο ασβέστιο:βόριο στο φυτό.Το βόριο και το ασβέστιο πρέπει να είναι σε ισορροπία για την σωστή αύξηση του φυτού. Στη σόγια, ο σωστός λόγος ασβέστιο:βόριο έχει βρεθεί ότι είναι 500:1, ενώ για το σακχαροκάλαμο πρέπει να είναι 100:1. Ψεκασμός των μήλων με βόριο έχει δειχθεί ότι είναι αποτελεσματικός στη μείωση της πικρής κηλίδωσης, μιας ασθένειας που σχετίζεται με έλλειψη ασβεστίου. Το ασβέστιο που προστίθεται στο έδαφος βοηθάει στη μείωση της επίπτωσης της τοξικότητας βορίου. Η παρεμπόδιση του ασβεστίου στην πρόσληψη του βορίου είναι ιδιαίτερα αξιοσημείωτη σε εδάφη με υψηλό pH.^[2]

Μαγγάνιο

Η συγκέντρωση του μαγγανίου στα φυτά ποικίλλει μεταξύ 20 και 500ppm. Απορροφάται από τα φυτά ως Μn⁺² αλλά και υπό τη μορφη συμπλόκων. Το μαγγάνιο είναι απαραίτητο στις οξειδοαναγωγικές διεργασίες της φωτοσύνθεσης και ιδιαίτερα στην πρωτόλυση του νερού και την έκλυση οξυγόνου. Συντελεί στη μεγιστοποίηση της δράσης πολλών ενζυμικών αντιδράσεων του κύκλου του Krebs.

Έχει διαπιστωθεί ότι έλλειψη μαγγανίου εμποδίζει την αναγωγή των ΝΟ₂^- προς αμμωνιακά. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την αναστολή και της δράσης της ρεδουκτάσης των NO₃^-, άρα ούτε τα νιτρικά μπορούν να αναχθούν προς νιτρώδη και αμμωνιακά. Για αυτό το λόγο παρατηρείται συσσώρευση νιτρικών υπό συνθήκες έλλειψης μαγγανίου. Το μαγγάνιο δεν μετακινείται εύκολα στο φυτό και επομένως τα πρώτα συμπτώματα εμφανίζονται στα νεαρότερα φύλλα, σαν χλώρωση μεταξύ των νεύρων. Σε ορισμένες περιπτώσεις το ριζικό σύστημα γίνεται ευπαθές στις ασθένειες. Σε καλλιέργειες όξινων εδαφών παρατηρείται έντονα το φαινόμενο της τοξικότητας του μαγγανίου, που διορθώνονται από την παρουσία πυριτίου ή με την ασβέστωση των εδαφών. Επειδή στα φυτά το μαγγάνιο ανταγωνίζεται με τον σίδηρο, περίσσεια μαγγανίου στα φυτά προκαλεί έλλειψη σιδήρου.^[1]

Χαλκός

Ο χαλκός απορροφάται από τα φυτά ως κατιόν (Cu⁺²), αλλά και ως συστατικό φυσικών ή συνθετικών οργανικών συμπλόκων. Η περιεκτικότητά του στους φυτικούς ιστούς κυμαίνεται από 5-20ppm , ενώ εμφάνιση τροφοπενιών είναι πιθανή σε συγκεντρώσεις μικρότερες των 4ppm. Το 70% του χαλκού βρίσκεται στους χλωροπλάστες και αποτελεί συστατικό της πρωτεΐνης τους. Περιέχεται σε διάφορα ένζυμα που καταλύουν αντιδράσεις μέσω των οποίων ανάγεται το οξυγόνο. Χαρακτηριστική αντίδραση οξείδωσης είναι αυτή της οξείδωσης των φαινολών προς διφαινόλες και στη συνέχεια προς ο-κινόνες, η συσσώρευση των οποίων έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό μελανίνων.

Αυτός ο ρόλος στις ενζυμικές αντιδράσεις είναι ειδικός, επιτυγχάνεται δηλαδή από τον χαλκό, ο οποίος δεν αντικαθίσταται από κανένα άλλο κατιόν. Στην οξειδωμένη μορφή του ο χαλκός γρήγορα ανάγεται και σχηματίζεται σύμπλοκο χαλκού-πρωτεΐνης που έχει υψηλό δυναμικό οξειδοαναγωγής. Επειδή ο χαλκός δεν μετακινείται εύκολα μέσα στο φυτό, τα συμπτώματα εμφανίζονται αρχικά στα νεότερα φύλλα, ενώ σε μερικά άλλα φυτά (π.χ καλαμπόκι), τα συμπτώματα έλλειψης στα φύλλα μοιάζουν με εκείνα του καλίου. ^[1]

Ψευδάργυρος

Η μέση κανονική συγκέντρωση του ψευδαργύρου στους φυτικούς ιστούς κυμαίνεται μεταξύ 25 και 150ppm, ενώ εμφάνιση τροφοπενίων είναι πιθανή σε συγκεντρώσεις μικρότερες των 20ppm και τοξικότητας σε συγκεντρώσεις μεγαλύτερες των 400ppm. Ο ψευδάργυρος απορροφάται από τα φυτά ως κατιόν (Zn₊₂). Μπορεί επίσης να απορροφηθεί ως συστατικό φυσικών ή συνθετικών οργανικών συμπλοκών. Διαλυτά άλατα ψευδαργύρου και σύμπλοκα ψευδαργύρου μπορούν να εισέλθουν στο φυτό απευθείας μέσω των φύλλων. Ο ψευδάργυρος συμμετέχει σε πολλές ενζυμικές διεργασίες και παίζει ρόλο στη σύνθεση της τρυπτοφάνης. Η τρυπτοφάνη είναι απαραίτητο συστατικό ορισμένων πρωτεϊνών καθώς και στη σύνθεση αυξινών. Η μείωση των ορμονών αυτών λόγω έλλειψης ψευδαργύρου, στο φυτό προκαλεί μείωση των μεσογονατιών διαστημάτων και του μέγεθους των φύλλων. Τα συμπτώματα αυτά εμφανίζονται στα επάκρια τμήματα του φυτού, λόγω του ότι ο ψευδάργυρος δε μετακινείται εύκολα μέσα στο φυτό.

Άλλα συμπτώματα από την έλλειψη ψευδαργύρου είναι η παρουσία πράσινων, κίτρινων ή άσπρων κηλίδων μεταξύ των νεύρων των φύλλων. Επιπλέον επιτυγχάνεται πρώιμη φυλλόπτωση, νέκρωση των ιστών αυτών των αποχρωματισμένων περιοχών των φύλλων και κακός σχηματισμός των καρπών που συνεπάγεται μικρή ή και καθόλου παραγωγή. ^[1]

Μολυβδένιο

Το μολυβδένιο είναι ανιόν, το οποίο απορροφάται από το φυτό ως MoO₄^-2. Η ρίζα είναι ασθενές οξύ και σχηματίζει πολυανιονικά σύμπλοκα, όπως τα φωσφορομολυβδενικά. Αυτός ο σχηματισμός, μπορεί να εξηγήσει γιατί το μολυβδένιο μπορεί να απορροφηθεί σε μεγάλες ποσότητες χωρίς να προκαλέσει συμπτώματα τοξικότητας στο φυτό. Η περιεκτικότητα των φυτών σε κανονικά επίπεδα είναι μικρότερη του 1ppm και συμπτώματα έλλειψης μπορεί να εμφανιστούν όταν η περιεκτικότητα είναι μικρότερη των 0,2ppm. Τα χαμηλά επίπεδα αναγκών των φυτών συμπίπτουν με τα εξαιρετικά χαμηλά επίπεδα του διαθέσιμου μολυβδένιου στο έδαφος. Σε ορισμένες περιπτώσεις όμως τα πίπεδα του μολυβδένιου στα φυτά ξεπερνούν τα 2000ppm.

To μολυβδένιο είναι απαραίτητο συστατικό του ενζύμου της νιτρικής ρεδουκτάσης η οποία καταλύει την αντίδραση της μετατροπής των νιτρικών σε νιτρώδη. Το μεγαλύτερο ποσό του μολυβδένιου στα φυτά ευρίσκεται σε αυτό το ένζυμο, που υπάρχει στους χλωροπλάστες των φύλλων. Η ανάγκη των φυτών σε μολυβδένιο επηρεάζεται από τη μορφή του ανόργανου αζώτου που βρίσκεται στη διάθεση των φυτών. Αν τα φυτά προσλαμβάνουν ΝΗ₄⁺ ή ΝΟ₂^-, τότε η ανάγκη σε μολυβδένιο είναι μικρότερη. Το μολυβδένιο είναι ευμετακίνητο ιόν στο φυτό και έχει αναφερθεί ότι παίζει σπουδαίο ρόλο στην απορρόφηση και μετακίνηση του σιδήρου στα φυτά.^[1]

Χλώριο

Το χλώριο απορροφάται από τη ρίζα των φυτών ως ανιόν, αλλά και μέσω των εναέριων μερών του φυτού. Η κανονική συγκέντρωση στα φυτά κυμαίνεται από 0,2-2%, μολονότι μπορεί να παρατηρηθούν και περιεκτικότητες πολύ μεγαλύτερες. Όλες αυτές οι περιεκτικότητες είναι κατά πολύ μεγαλύτερες των φυσιολογικών αναγκών των φυτών. Σε ευαίσθητες στο χλώριο καλλιέργειες (ροδακινιά, πατάτα, τομάτα) συγκεντρώσεις μεταξύ 0,5-2% μπορεί να προκαλέσει μείωση της παραγωγής. Παρόμοια μείωση μπορεί να προκληθεί, όταν η συγκέντρωση φθάσει στο 4% σε καλλιέργειες ανθεκτικές στο χλώριο, όπως το κριθάρι, σακχαρότευτλα, τον αραβόσιτο.

Ο βασικός ρόλος του χλωρίου είναι αυτός της "βιοχημικής αδράνειας", η συγκέντρωσή του δηλαδή στα κύτταρα έχει ως αποτέλεσμα τη ρύθμιση της ωσμωτικής πίεσης των κυττάρων και την "ουδετεροποίηση" των κατιόντων, λειτουργώντας ως αντιστάθμισμα στη γρήγορη ροή του καλίου. Με τον τρόπο αυτό διατηρούνται τα κύτταρα του φυτού σε σπαργή. Επιπλέον το χλώριο παίζει σημαντικό ρόλο στην έκλυση οξυγόνο κατά τη φωτοσύνθεση. Το χλώριο ανταγωνίζεται την πρόσληψη ΝΟ₃^- και SO₄^-. Μειωμένη περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη σίτου, λόγω υψηλής συγκέντρωσης χλωρίου, οφείλεται στον ισχυρό ανταγωνισμό μεταξύ χλωρίου και νιτρικών.

Το χλώριο δεν μετακινείται εύκολα στο φυτό. Τα χαρακτηριστικά συμπτώματα της έλλειψης του χλωρίου είναι η εικόνα μάρανσης που εμφανίζει το φυτό και η εμφάνιση χλώρωσης στα νέοτερα φύλλα. Σε ορισμένα φυτά μπορεί να εμφανιστούν νεκρώσεις, μεταχρωματισμοί χαλκού χρώματος στα φύλλα και μείωση της ανάπτυξης του ριζικού συστήματος. Οι τιμές συγκέντρωσης του χλωρίου των φυτικών ιστών στις περιπτώσεις τροφοπενίας κυμαίνονται από 70-700ppm. Για υψηλές αποδόσεις κυρίως σε θερμές περιοχές, οι ανάγκες σε χλώριο ικανοποιούνται με προσθήκη 0,4-1 kg/στρέμμα. Η περίσσεια χλωρίου επηρεάζει τις καλλιέργειες ανάλογα με την ανθεκτικότητά τους. Πυκνά φύλλα που στρογγυλεύουν εμφανίζονται στα ευαίσθητα φυτά τομάτας και πατάτας, ενώ για τις πατάτες μειώνεται ο χρόνος αποθήκευσης και η ποιότητά τους. ^[1]

Ωφέλιμα στοιχεία

Εκτός από τα μακροστοιχεία και τα ιχνοστοιχεία που αναφέρθηκαν παραπάνω, υπάρχουν και άλλα στοιχεία που είναι απαραίτητα για ορισμένα είδη φυτών και για ορισμένους μικροοργανισμούς του εδάφους που εμπλέκονται στη θρέψη των φυτών. Τα στοιχεία αυτά χαρακτηρίζονται ως ωφέλιμα.^[1]

Κοβάλτιο

Το κοβάλτιο είναι απαραίτητο στοιχείο για τους μικροοργανισμούς που δεσμεύουν το Ν₂. Έχει διαπιστωθεί ότι μόνο 10ppb κοβάλτιο στο θρεπτικό διάλυμα είναι αρκετό για τη δέσμευση αζώτου στη μηδική. Το κοβάλτιο υπάρχει και στους φυτικούς ιστούς σε συγκεντρώσεις 0,02 - 0,50ppm. Η αναγκαιότητα του κοβάλτιου στα μικρόβια, έγκειται στο ρόλο που αυτό παίζει στη σύνθεση της βιταμίνης Β₁₂ και συγκεκριμένα στο ότι σχηματίζει σύμπλοκο με τα άτομα του αζώτου, το οποίο ονομάζεται κοβαμιδικό συνένζυμο και συμμετέχει στη δομή του πορφυρινικού δακτυλίου. Ο δακτύλιος αυτός αποτελεί προσθετική ομάδα των νουκλεοτιδίων στο συνένζυμο της βιταμίνης Β₁₂.

Εκτός του ρόλου του στα μικρόβια, το κοβάλτιο έχει αναφερθεί ότι παίζει ρόλο και σε ορισμένα τουλάχιστον είδη φυτών. Έχει παρατηρηθεί ότι προσθήκη κοβάλτιου βελτιώνει την ανάπτυξη, την αναπνοή και τη φωτοσύνθεση στο βαμβάκι, τα φασόλια. ^[1]

Βανάδιο

Μικρές συγκεντρώσεις βανάδιου είναι ωφέλιμες για την ανάπτυξη των μικροοργανισμών, ζώων και ανώτερων φυτών. Έχει διαπιστωθεί ότι μπορεί να αντικαταστήσει το μολυβδένιο στη δέσμευση του Ν₂ από τα Rhizobia. Αύξηση της ανάπτυξης στο σπαράγγι, το ρύζι, το κριθάρι και τον αραβόσιτο έχει διαπιστωθεί ότι οφείλεται στο βανάδιο. Οι ανάγκες των φυτών είναι μικρότερες των 2ppb σε ξηρό βάρος, ενώ η συγκέντρωση στα φυτά είναι κατά μέσο όρο περίπου 1ppm. ^[1]

Νάτριο

Το νάτριο απορροφάται από όλα τα φυτά ως Na⁺, αλλά είναι απαραίτητο στοιχείο για τα αλόφυτα είδη φυτών, τα οποία το συγκεντρώνουν στα χυμοτόπια των κυττάρων όπου χρησιμεύει ως ωσμολύτης για τη διατήρηση της σπαργής και γενικά για την οικονομία του νερού στο φυτό. Η συγκέντρωσή του στα φυτά ποικίλλει ευρέως μεταξύ 0,01 και 10%. Οι μεγαλύτερες συγκεντρώσεις παρατηρούνται στα αλόφυτα. Η εξοικονόμηση νερού επιτυγχάνεται αφ' ενός με την συγκέντρωση ενός ωσμολύτη και αφετέρου με ένα εξειδικευμένο φωτοσυνθετικό σύστημα. Το φωτοσυνθετικό σύστημα συνδυάζει κλείσιμο των στοματίων κατά τη διάρκεια της ημέρας και δέσμευση CO₂ κατά τη διάρκεια της νύχτας. Το CO₂ μεταβολίζεται και αποθηκεύεται προσωρινά στο μηλικό οξύ, για να μετατρεπεί στη συνέχεια σε σάκχαρα μέσω του κύκλου του Calvin κατά τη διάρκεια της ημέρας, όπου η φωτοσύνθεση πραγματοποιείται με κλειστά στομάτια.

Τα σακχαρότευτλα ανταποκρίνονται ιδιαίτερα στο νάτριο, το οποίο βελτιώνει την εξοικονόμηση του νέρου στα φυτά και αυξάνει την αντίστασή τους στην ξηρασία. Σε εδάφη με χαμηλή περιεκτικότητα σε νάτριο, τα φύλλα μπορεί να γίνονται ιδιαίτερα σκουρόχρωμα, πράσινα και πυκνά, και τα φυτά να εμφανίζουν συμπτώματα μάρανσης γρηγορότερα και να αναπτύσσονται υπερβολικά κατά πλάτος. Μπορεί επίσης να εμφανίζεται νέκρωση μεταξύ των νεύρων, όμοια με εκείνη της έλλειψης καλίου. Σημειώνεται ότι μερικά από τα αποτελέσματα της επίδρασης του νατρίου μπορεί να οφείλονται και στο χλώριο, επειδή η συνήθης πηγή του νατρίου είναι το NaCl. ^[1]

Πυρίτιο

Το πυρίτιο είναι από τα στοιχεία που απαντούν σε μεγάλη αφθονία στη λιθόσφαιρα. Απορροφάται από τα φυτά ως μονο-πυριτικό οξύ. Τα σιτηρά και γενικά τα αγροστώδη περιέχουν 0,2-2% πυριτίου, ενώ τα δικότυλα απορροφούν περίπου το 1/10 της ανωτέρω συγκέντρωσης. Ορισμένα φυτά, που χαρακτηρίζονται ως πλούσια σε πυρίτιο, μπορεί να περιέχουν περισσότερο από 10%. Έχει διαπιστωθεί ότι η παρουσία του συμβάλλει στην ανάπτυξη των φυτών. Εν τούτοις, δεν έχει διαπιστωθεί κάποιος συγκεκριμένος βιοχημικός ρόλος του πυριτίου. Για το σακχαροκάλαμο μόνο έχει προταθεί ότι σχηματίζει σύμπλοκο με ένζυμα.

Το πυρίτιο συμβάλλει στη δομή των κυτταρικών τοιχωμάτων. Εμποτίζει τα τοιχώματα της επιδερμίδας και των αγγείων με αποτέλεσμα τη μείωση των απωλειών νερού μέσω των τοιχωμάτων, ενώ παράλληλα παρεμποδίζεται και η μόλυνση από μύκητες. Το πυρίτιο συμμετέχει σε λειτουργίες του ριζικού συστήματος και πιστεύεται ότι συμβάλλει στην ανθεκτικότητα στην ξήρανση ορισμένων καλλιεργειών όπως το σόργο.^[1]

Νικέλιο

Για αρκετές δεκαετίες το νικέλιο θεωρείτο ως δυνητικά τοξικό στοιχείο, επειδή η συγκέντρωσή του σε διάφορα τρόφιμα ήταν υψηλότερη από αυτή που χρειάζονται οι ζωντανοί οργανισμοί. Προσφάτως θεωρείται ως πιθανό θεμελιώδες στοιχείο για τα φυτά, ενώ μπορούν να παρατηρηθούν και ελλείψεις κάτω από ορισμένες προϋποθέσεις. Όμως το νικέλιο μπορεί να είναι τοξικό σε υψηλές συγκεντρώσεις και μπορεί να είναι ένα πρόβλημα για ορισμένα εδάφη. Το ασβέστωμα είναι ένας τρόπος για να μειωθεί η διαθεσιμότητα του νικελίου. Η υψηλή περιεκτικότητα των εδαφών σε νικέλιο συνήθως οφείλεται σε ανθρώπινη δραστηριότητα. Η περιεκτικότητα των φυτών σε νικέλιο κυμαίνεται μεταξύ 0,1 - 1ppm κατά ξηρό βάρος φυτικού ιστού. Η περιεκτικότητα του εδάφους σε νικέλιο συσχετίζεται σε μεγάλο βαθμό με αυτή των φυτών, επειδή το νικέλιο λαμβάνεται εύκολα και γρήγορα από τα φυτά και είναι ευκίνητο μέσα σε αυτό. ^[3]

Συντελεί στην αύξηση του βάρους των φυματίων και στη παραγωγή των καρπών της σόγιας. Γενικά έχει αποδειχθεί ο ευεργητικός του ρόλος σε όλα τα ψυχανθή με τον ιδιαίτερο τύπο μεταβολισμού του αζώτου.^[1]

Εδαφικά στοιχεία που απορροφούνται από τα φυτά

Τέτοια στοιχεία όπως το αργίλιο, το σελήνιο, το ιώδιο, το βρώμιο, το φθόριο, το χρώμιο, ο μόλυβδος και το κάδμιο, υπάρχουν στα εδάφη και απορροφούνται από τα φυτά. Ορισμένα ευρίσκονται σε μεγάλες ποσότητες που είτε προέρχονται από το μητρικό υλικό, είτε είναι αποτέλεσμα εξωγενούς εμπλουτισμού. Δεν έχει αποδειχθεί ότι παίζουν κάποιο συγκεκριμένο ρόλο στη λειτουργία των φυτών. Οι λόγοι που αναφέρονται, είναι γιατί ορισμένα από αυτά παρουσιάζουν ενδιαφέρον επειδή είναι απαραίτητα στοιχεία για τον άνθρωπο και τα ζώα, ενώ άλλα παρεμποδίζουν την ανάπτυξη των φυτών, τα οποία συχνά εκδηλώνουν φαινόμενα τοξικότητας. ^[1]

Αργίλιο

Υπάρχουν ενδείξεις ότι το αργίλιο σε μικρές ποσότητες έχει ευνοϊκή επίδραση στα φυτά, αλλά ο συγκεκριμένος ρόλος του δεν είναι γνωστός. Τα ανωτέρω φυτά περιέχουν περίπου 200ppm επί ξηράς ουσίας, αλλά στο τσάι, για το οποίο θεωρείται απαραίτητο, φθάνει στα γηραιότερα φύλλα τα 2000-5000ppm , χωρίς μάλιστα να εμφανίζονται συμπτώματα τοξικότητας. Σε όξινα εδάφη (pH<5,5) η διαλυτότητα του αργιλίου αυξάνει δραματικά, σε σημείο που το εδαφικό σύμπλοκο να είναι κορεσμένο με αργίλιο σε ποσοστό >50%. Σε αυτές τις περιπτώσεις είναι πιθανή η εμφάνιση συμπτωμάτων τοξικότητας στα περισσότερα φυτά. Από τα πρώτα συμπτώματα είναι η περιορισμένη ανάπτυξη των ριζών, τα άκρα των οποίων και οι πλάγιες διακλαδώσεις γίνονται χονδρές και αποκτούν χρώμα καφέ. Στα κύτταρα αδρανοποιεί τον φώσφορο, σχηματίζοντας σταθερά αργιλιο-φωσφορικά σύμπλοκα. Για το λόγο αυτό της αδρανοποίησης του φωσφόρου, η τοξικότητα του αργιλίου χαρακτηρίζεται πολλές φορές και από ταυτόχρονη έλλειψη φωσφόρου στους φυτικούς ιστούς.

Έχει επιπλέον διαπιστωθεί, ότι το αργίλιο παρεμποδίζει τη διαίρεση των κυττάρων και τη δράση των φωσφοροκινάσων καθώς και των ΑΤΡ-τάσων. Η τοξικότητα του αργιλίου στους φυτικούς ιστούς συνοδεύεται συνήθως και με υψηλά ποσά σιδήρου και μαγγανίου και με χαμηλά ποσά ασβεστίου και μαγνησίου. ^[1]

Σελήνιο

Τα περισσότερα εδάφη περιέχουν σελήνιο σε συγκεντρώσεις <0,2ppm. Στα όξινα και ουδετέρα εδάφη η διαθεσιμότητά του είναι μικρότερη, ενώ η διαθέσιμη μορφή SeO₄⁺² υπό την οποία απορροφάται από τα φυτά, απαντά στα αλκαλικά καλώς αεριζόμενα εδάφη. Ευνοϊκή επίδραση του σελήνιου έχει παρατηρηθεί σε ελάχιστες περιπτώσεις. Αντίθετα, περισσότερο συνηθισμένη είναι η τοξικότητα του σελήνιου, η οποία προκαλεί καθυστέρηση της ανάπτυξης, χλώρωση και μαρασμό. Η αντοχή των φυτών σε σελήνιο διαφέρει σημαντικά. Υπάρχουν φυτά - δείκτες σελήνιου, τα οποία συγκεντρώνουν μερικές χιλιάδες ppm σεληνίου, χωρίς να εμφανίζουν συμπτώματα τοξικότητας, ενώ τα αυτοφυή αγροστώδη περιέχουν μερικά ppm. Επειδή το ppm είναι απαραίτητο για τα ζώα, είναι σημαντική η γνώση των επιπέδων αυτού στα φυτά που αποτελούν την τροφή τους. Η έλλειψη ή η περίσσεια έχει σοβαρές συνέπειες στην υγεία και την ανάπτυξή των ζώων. ^[1]

Ιώδιο

Το ιώδιο είναι απαραίτητο για τα ζώα. Για τα φυτά έχει αναφερθεί ότι ασκεί ευνοϊκή επίδραση, όταν η συγκέντρωση του εδάφους είναι της τάξης του 0,1ppm, ενώ συγκεντρώσεις 0,5-1ppm, που όμως δεν απαντούν στα κανονικά εδάφη, είναι τοξικές. Η τοξικότητα εμφανίζεται στα γηραιά φύλλα, τα οποία γίνονται χλωρωτικά και πέφτουν, ενώ τα νεαρά γίνονται σκούρα πράσινα (τομάτα) και η συγκέντρωση είναι μεγαλύτερη των 8ppm. Οι κανονικές συγκεντρώσεις στα φυτά δεν πρέπει να υπερβαίνουν τα 0,5ppm. Η επίδραση του ιωδίου που εφαρμόζεται με τη μορφή ΚΙΟ₃ στα φυτά φαίνεται να είναι θετικότερη και λιγότερο τοξική από την επίδραση αντίστοιχων συγκεντρώσεων με τη μορφή ΚΙ. Αυτό μπορεί να οφείλεται και στην πιο αργή απορρόφηση του ΚΙΟ₃ από το ριζικό σύστημα των φυτών. Η τοξική επίδραση του ιωδίου μειώνεται από υψηλά επίπεδα χλωρίου στην ριζόσφαιρα. ^[1]

Βρώμιο

Ευνοεί την ανάπτυξη των φυτών, αλλά δεν έχει αποδειχθεί και για αυτό κάποιος συγκεκριμένος ρόλος στα φυτά. Μέχρις ενός ορισμένου σημείου, το βρώμιο μπορεί να υποκαταστήσει στο φυτό το χλώριο. Απορροφάται από τα φυτά ως Br^- και γενικά δεν είναι τόσο τοξικό όπως το ιώδιο. Άλλωστε οι ποσότητές του στο έδαφος είναι πάρα πολύ μικρές. Περιεκτικότητες βρωμίου στα φυτά μέχρι 260ppm δεν οδηγούν σε συμπτώματα τοξικότητας. Όμως προβλήματα τοξικότητας έχουν εμφανιστεί στην περίπτωση χρήσης αερίων βρωμίου, όπως το βρωμιούχο μεθύλιο, που χρησιμοποιούνται στην απολύμανση των εδάφων, σε φυτά ευαίσθητα, όπως π.χ η πατάτα και τα σακχαρότευτλα. ^[1]

Φθόριο

Η κύρια πηγή του φθορίου είναι η ρύπανση του αέρα που μπορεί να επηρεάσει το φυτό από τον αέρα ή από τη συσσώρευσή του φθορίου στο έδαφος. Η κινητικότητα του φθορίου στο έδαφος είναι αξιοσημείωτα πολύπλοκη, καθώς επηρεάζεται από τη σύσταση του εδάφους σε άργιλλο, το pH, τη συγκέντρωση του ασβεστίου και τη συγκέντρωση του φωσφόρου, ενώ η περιεκτικότητά του στο έδαφος σχετίζεται με το μητρικό υλικό. Οργανικά σύμπλοκα του φθορίου διατίθενται εύκολα στα φυτά. Η πρόσληψη του φθορίου στο φυτό από το έδαφος είναι παθητική. Το ιόν φθορίου μεταφέρεται εύκολα στo φυτό. Αυτή η πρόσληψη συνήθως δεν είναι φυτοτοξική. ^[4]

Το φθόριο στα φυτά βρίσκεται στα φυτά σε συγκεντρώσεις 2-20ppm επί ξηράς ουσίας. Σε μεγαλύτερες συγκεντρώσεις είναι τοξικό με κύρια συμπτώματα να είναι η περιφερειακή νέκρωση, που ονομάζεται "καμένα άκρα" και χλώρωση μεταξύ των νεύρων. Σε υψηλές συγκεντρώσεις το φθόριο είναι τοξικό για τα ζώα αλλά και τον άνθρωπο. Θα πρέπει επομένως να αποφεύγεται η συστηματική κατανάλωση φυτικών προϊόντων με υψηλή συγκέντρωση φθορίου. Για τον άνθρωπο χαρακτηριστική περίπτωση υψηλής συγκέντρωσης σε φθόριο είναι το τσάι, το οποίο περιέχει μέχρι 400ppm φθορίου καθώς και φθοριοξεϊκό οξύ. ^[1]

Χρώμιο

Το χρώμιο βρίσκεται σε πολύ χαμηλά επίπεδα στο έδαφος. Ο ρυθμός απορρόφησης από τα φυτά είναι πολύ χαμηλός, λόγω του ότι παραμένει σε εναλλακτικές θέσεις στη ρίζα και για το λόγο αυτό δεν παρατηρούνται συχνά φαινόμενα τοξικότητας στα υπέργεια τμήματα του φυτού. Τα ποσά στους φυτικούς ιστούς κυμαίνονται μεταξύ 0,02 και 1ppm. Έχει αναφερθεί τοξικότητα σε φυτά βρώμης μετά από προσθήκη 5ppm χρωμίου, υπό μορφή θειϊκού χρωμίου στο έδαφος, με συμπτώματα μικρές ρίζες και φύλλα στενά, σκούρα κόκκινα με μικρές νεκρωτικές κηλίδες. Το χρώμιο είναι απαραίτητο στοιχείο για τον άνθρωπο και τα ζώα, γιατί λαμβάνει μέρος στο μεταβολισμό της γλυκόζης στα θηλαστικά. ^[1]

Μόλυβδος

Στα γεωργικά εδάφη περιέχεται σε συγκεντρώσεις 2-200ppm, εκτός ορισμένων περιπτώσεων στις οποίες υπάρχουν ορυκτά μολύβδου. Υψηλές συγκεντρώσεις παρατηρούνται στα ρυπασμένα εδάφη, στα οποία μπορεί να φθάσουν τα 3000ppm. Σε τέτοιες περιπτώσεις παρατηρούνται υψηλές συγκεντρώσεις μολύβδου και στα φυτά. Ο μόλυβδος στα φυτά συσσωρεύεται στα κυτταρικά τοιχώματα και από εκεί διαχέεται στο εσωτερικό των κυττάρων. Είναι τοξικός, γιατί στον μεταβολισμό τους μιμείται το ασβέστιο και παρεμποδίζει έτσι τη λειτουργία πολλών ενζυμικών συστημάτων. Παρεμβάλλεται επίσης στον μεταβολισμό του σιδήρου. Στον άνθρωπο και ιδιαίτερα στα νεαρά άτομα, υψηλές συγκεντρώσεις μπορεί να προκαλέσουν βλάβη του εγκεφάλου, ενώ στα ζώα υψηλές συγκεντρώσεις δημιουργούν επιθετικότητα. ^[1]

Κάδμιο

Το κάδμιο μοιάζει χημικά με τον ψευδάργυρο, τον οποίο μπορεί να μιμείται στην απορρόφηση και στις μεταβολικές δραστηριότητες. Αντίθετα όμως με τον ψευδάργυρο, το κάδμιο είναι τοξικό για τα φυτά και τον άνθρωπο. Στο φυσικό έδαφος απαντάται σε πολύ μικρά ποσά. Προστίθεται όμως σε σχετικά μικρά ποσά με τα φωσφορικά λιπάσματα και σε μεγαλύτερα ποσά με τα αστικά απόβλητα. Επίσης, μεγάλη πηγή ρύπανσης, είναι τα απόβλητα των χυτηρίων μετάλλων ψευδαργύρου, αφού η σχέση καδμίου:ψευδαργύρου στα μεταλλεύματα αυτά είναι 1:350, καθώς και τα ελαστικά και τα λιπαντικά των αυτοκινήτων.

Αντίθετα με τον μόλυβδο, το κάδμιο απορροφάται και μεταφέρεται εύκολα από το έδαφος στο φυτό. Η περιεκτικότητα των φυτών σε κάδμιο συσχετίζεται με την περιεκτικότητα του εδάφους σε κάδμιο. Ο βαθμός της συσσώρευσης του καδμίου μέσα στο φυτό ποικίλλει ποικίλλει πολύ στα διάφορα φυτικά είδη. Η διαλυτότητα του καδμίου στο έδαφος μειώνεται σημαντικά με αύξηση του εδαφικού pH. Κανονικά επίπεδα καδμίου στα φυτά είναι μεταξύ 0,1-1ppm. Επίπεδα άνω των 3ppm είναι τοξικά για τα φυτά αλλά και για τον άνθρωπο που καταναλώνει τα προϊόντα. Μεγαλύτερη σημασία όσο αφορά την τοξικότητα στα φυτά, έχει η τοξικότητα στα ζώα και στον άνθρωπο όπου συνεχής κατανάλωση τροφών που περιέχουν κάδμιο, προκαλούν προβλήματα στην ανθρώπινη υγεία σε βάθος χρόνου. ^[1]