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Elementi Minerali nelle Piante: Potassio e Sodio

I tessuti vegetali contengono concentrazioni molto alte di potassio, un macronutriente delle piante, al contrario quelle di sodio sono di gran lunga inferiori.
Il Potassio è fondamentale per una corretta crescita della pianta (è presente infatti soprattutto nelle parti giovani) in quanto è un elemento base di numerosi processi biologici. Esso svolge un ruolo fondamentale nel mantenimento della neutralità elettrica delle cellule; è inoltre coinvolto nella regolazione del potenziale di membrana, uno dei fattori determinanti l’assorbimento o la perdita di minerali da parte della pianta; contribuisce a regolare il movimento dell’acqua da una cellula all’altra controllando, tra l’altro, l’apertura e la chiusura degli stomi delle foglie e, conseguentemente, la traspirazione della pianta (1); interviene nella sintesi proteica e nei processi di accumulo degli zuccheri; infine, regola la concentrazione della linfa per rendere le piante meno soggette al congelamento, migliora la lignificazione dei tessuti, irrobustisce le piante e conferisce maggiore resistenza agli effetti di vento, calore e malattie fungine.

La carenza di questo elemento si manifesta con un iniziale ingiallimento del bordo della lamina fogliare, che si può estendere anche all’interno. Successivamente, nei casi più gravi, i tessuti colpiti diventano necrotici. Altra conseguenza è la scarsa lignificazione dei germogli e del fusto, che si rompono facilmente.
Al contrario, l’eccesso di potassio riduce l’assorbimento di altri elementi, quali calcio, magnesio, ferro, sodio, e altri.
Il sodio, presente in concentrazioni molto basse, influenza l’equilibrio osmotico e ionico; tuttavia nella maggior parte delle piante, la sua presenza non è probabilmente necessaria. Un’eccezione è costituita dalle alofite (2) e da piante che crescono in habitat desertici, litorali sabbiosi e paludi salate.
Generalmente un eccesso di NaCl inibisce la crescita della pianta e, in particolare, del sistema radicale.

Il sodio manifesta antagonismo nutritivo nei confronti del potassio, del magnesio e del calcio, in pratica un aumento del primo provoca una diminuzione dell’assorbimento dei secondi.
Nel suolo gli elementi minerali si trovano disciolti nell’acqua che lo permea, formando una soluzione che si trova a contatto con le radici delle piante; queste ultime son in grado di assorbire i nutrienti minerali sotto forma ionica.
Di conseguenza, un fattore molto importante per la crescita delle piante è il tipo di suolo in cui esse crescono: le possibili interazioni che ne derivano mostrano un quadro piuttosto complesso.

Molti dei minerali importanti per la nutrizione delle piante (quali potassio, magnesio e calcio), si trovano nel suolo sotto forma di cationi (3), legati chimicamente a particelle di argilla. Per diventare utilizzabili dalle piante, i cationi devono essere sottratti all’argilla mediante un processo accompagnato da reazioni con protoni (4). Questi ultimi vengono rilasciati dalle radici, o si formano in seguito alla ionizzazione dell’acido carbonico (H2CO3) (5).
Contrariamente agli animali le piante non possiedono una pompa sodio-potassio per il trasporto attivo, ma adoperano una pompa protonica che, utilizzando energia, trasporta i protoni verso l’ambiente extracellulare.
I protoni si sostituiscono agli ioni positivi legati all’argilla (ad esempio potassio, calcio e magnesio), che vengono così a trovarsi nelle soluzioni del suolo e possono essere assorbiti delle radici. Si parla, in questo caso, di scambio ionico. La fertilità del suolo è principalmente determinata dalla sua capacità di fornire in tal modo ioni calcio, potassio e magnesio.

NOTE:

(1) Gli stomi sono piccole aperture nell’epidermide attraverso le quali la foglia comunica con l’esterno.

(2) Piante che sono in grado di vivere in terreni a elevata concentrazione salina.

(3) Ioni con carica positiva.

(4) Ioni idrogeno H+.

(5) L’acido carbonico è generato dalla reazione tra acqua e anidride carbonica.