บทบาทและหน้าที่ของธาตุอาหารในพืช
1) ซิลิคอน (SiO2) เป็นธาตุเสริมประโยชน์ (Beneficial mineral elements) หมายถึงธาตุที่ช่วยกระตุ้น (stimulate) การเจริญเติบโตของพืชแต่มิใช่ธาตุอาหารที่จำเป็นต่อพืชเป็นเพียงธาตุอาหารที่จำเป็นต่อพืชบางชนิด ธาตุที่จัดเป็นธาตุเสริมประโยชน์ ได้แก่ซิลิคอน โซเดียม โคบอลต์ ซีลีเนียม และอลูมิเนียม ซิลิคอน มีผลด้านเสริมประโยชน์ต่อพืชหลายประการ เช่นช่วยให้ใบตั้งชัน(erectness)ลำต้นแข็งไม่ล้มง่าย ป้องกันการล่วงล้ำของเชื้อโรคเข้าไปในรากและใบ และป้องกันความเป็นพิษของแมงกานีสหรือเหล็กหรือทั้งสองธาตุ ดังรายละเอียดต่อไปนี้
1) ช่วยให้ใบตั้งชัน แปลงที่มีพืชค่อนข้างหนาแน่นหรือใช้ปุ๋ยไนโตรเจนอัตราสูงใบพืชส่วนปลายมีแนวโน้มที่จะโค้งลงจึงบังแสงกันเอง เมื่อพืชได้รับซิลิคอนเพียงพอก็เคลื่อนย้ายมาสะสมที่ผนังเซลล์ชั้นผิวนอกของใบ แผ่นใบก็จะแข็งและตั้งชันจึงรับแสงได้ดีขึ้น นอกจากนั้นบางพืช เช่น แตงกวายังมีปริมาณคลอโรฟิลล์สูงขึ้น และยืดอายุใบทำให้ใบร่วงหล่นช้าลง
2) ลดการล้ม ข้าวที่ได้รับปุ๋ยไนโตรเจนอัตราสูงมักมีลำต้นอ่อนและล้มง่าย ซิลิคอนช่วยให้ลำต้นข้าวแข็งแรงขึ้นและล้มน้อยลง
3) ป้องกันการล่วงล้ำของเชื้อโรคเข้าไปในรากและใบ ความแข็งแรงของเซลล์ผิวนอกที่มีซิลิคอนสูงช่วยป้องกันมิให้เชื้อราสาเหตุโรคพืชบางชนิดล่วงล้ำเข้าไปในเซลล์ และแมลงก็กัดกินใบน้อยลง
4) ป้องกันความเป็นพิษของแมงกานีสหรือเหล็ก ซิลิคอนลดความเป็นพิษของแมงกานีสลงได้บ้างส่วนบทบาทของซิลิคอนที่แท้จริงคือช่วยให้พืชทนต่อแมงกานีสได้ดีขึ้น เนื่องจากในสภาพดังกล่าวพืชยังดูดแมงกานีสได้มาก เพียงแต่ซิลิคอนช่วยให้แมงกานีสกระจายในใบอย่างทั่วถึงไม่สะสมบริเวณใดบริเวณหนึ่งมากเกินไป แต่ถ้าพืชไม่ได้รับซิลิคอนจะพบแมงกานีสสะสมอยู่ในใบบางบริเวณมากจนเป็นพิษและเกิดจุดสีน้ำตาล หรือเนโครซิส (necrosis) ซิลิคอนช่วยให้ข้าวทนอยู่ได้แม้สารละลายที่ใช้ปลูกจะมีแมงกานีสและเหล็กสูงดังนี้คือ ก) ลดการสะสมเหล็กและแมงกานีสในส่วนเหนือดิน และ ข) เพิ่มอำนาจการออกซิไดส์ (Oxidising power) ของราก กล่าวคือ ซิลิคอนช่วยเพิ่มปริมาตรและความแข็งแรงของแอเรงคิมา(aerenchyma, คอร์เทกซ์ซึ่งมีช่องอากาศมาก) ทั้งในรากและส่วนเหนือดิน ออกซิเจนจึงเคลื่อนย้ายลงไปถึงรากสะดวกและออกซิไดส์แมงกานีสกับเหล็กมิให้เป็นอันตรายต่อราก
5) ซิลิคอนยังมีผลในด้านอื่นๆ อีก เช่น ช่วยปลดปล่อยฟอสเฟตที่ถูกตรึงในดินไร่ ลดการคายน้ำผ่านผิวเคลือบคิวทินของใบข้าว และช่วยให้เมล็ดข้าวสาลีงอกดีขึ้นเมื่อสารละลายที่ใช้เพาะเมล็ดมีโซเดียมคลอไรด์มากกว่าปกติ
อาการขาดซิลิคอน
1) เมื่อขาดซิลิคอนปฏิกิริยาการสังเคราะห์ ATP, ADP และน้ำตาลฟอสเฟตุจากฟอสเฟตไอออนของใบอ้อยมีอัตราลดลง
2) สัดส่วนของลิกนินในผนังเซลล์ของรากข้าวสาลีต่ำลงส่วนสารฟีนอลลิกสูงขึ้นกว่าปกติบทืบาทของซิลิคอนในผนังเซลล์มีความสำคัญเนื่องจาก ก) ซิลิคอนในผนังเซลล์อยู่ในรูปอนุพันธ์ของซิลิซิกเอสเทอร์ (R1-O-Si-O-R2) ทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมให้พอลิยูโรไนด์(Polyuronides) มีโครงสร้างที่เหมาะสมและ ข) ซิลิคอนมีอิทธิพลต่อเมแทบอลิซึมของพอลิฟินอลในผนังเซลล์ กล่าวคือ กรดซิลิสิค แอซิดคล้ายกรดบอริกในแง่มีสัมพรรคภาพสูงต่อ O-diphenols เช่นกรดแคฟเฟอิก และเอสเทอของกรดนี้ จึงทำปฏิกิริยาได้โมน-, ได- และพอลิเมอริกซิลิคอนคอมเพล็กซึ่งมีสเถียรภาพสูงและสภาพละลายน้ำต่ำ
3) ซิลิคอนมิใช่มีบทบาทเพียงแต่เป็นองค์ประกอบในผนังเซลล์และทำให้ผนังเซลล์มีเสถียรภาพสูงขึ้นเท่านั้น ยังช่วยลดการสังเคราะห์ลิกนินอีกด้วย การมีซิลิคอนเข้าเสริมในผนังเซลล์ทำให้ผนังแข็งแรงโดยใช้พลังงานต่ำกว่าการสังเคราะห์ลิกนิน หากต้องการลิกนิน 1 กรัม ต้องอาศัยพลังงานจากกลูโคสถึง 2 กรัม และเมื่อเทียบความสิ้นเปลืองพลังงานสำหรับสร้างลิกนินกับการใช้ซิลิคอนเพื่อการนี้คิดเป็นสัดส่วนได้ 20 : 1 ซึ่งแสดงว่าซิลิคอนช่วยเสริมความแข็งแรงให้เซลล์พืชด้วยกระบวนการที่ประหยัดพลังงานอย่างมาก
4) ซิลิคอนช่วยให้ผนังเซลล์มีสภาพยืดหยุ่น (elasticity) ระหว่างที่เซลล์กำลังขยายขนาด ธาตุนี้ในผนังปฐมภูมิจับอยู่กับเพกทิน และพอลิฟินอลในลักษณะเชื่อมไขว้ (crosslinks) ซึ่งช่วยให้ผนังมีสภาพยืดหยุ่นที่ดีจึงขยายขนาดเซลล์ได้ตามปกติ สำหรับเส้นใยฝ้ายในช่วงที่มีการยืดยาวนั้นจะมีซิลิคอนมาก (0.5%Si โดยน้ำหนัก) แต่ธาตุนี้จะลดลงเมื่อมีการสะสมเซลลูโลสเพื่อสร้างผนังทุติยภูมิ ฝ้ายที่มีเส้นใยยาวจะยิ่งมีซิลิคอนสูง นอกจากซิลิคอนแล้วโบรอนก็มีบทบาทด้านความมั่นคงของโครงสร้างผนังปฐมภูมิเนื่องจากพืชใบเลี้ยวเดี่ยวและใบเลี้ยงคู่มีองค์ประกอบของผนังเซลล์และความต้องการโบรอนต่างกัน ความสามารถในการดูดซิลิคอนและตอบสนองต่อการได้รับธาตุนี้ก็แตกต่างกันด้วย
2) อลูมินัม อะลูมิเนียมเป็นธาตุที่มีมากที่สุดในดิน รองมาจากออกซิเจนและซิลิกอน แต่การเป็นประโยชน์ต่อพืชขึ้นอยู่กับ pH ของดิน หาก pH ของดินต่ำกว่า 4 จะไม่เป็นประโยชน์ต่อพืช และจะเป็นพิษกับพืช pHที่เหมาะสมของอะลูมิเนียมที่จะเป็นประโยชน์กับพืชอยู่ที่ระดับมากกว่า 5.1 อะลูมิเนียมในรูปสารประกอบจะสูญหายออกไปโดยแอนไอออนที่ทำให้เกิดการตกตะกอน เช่น ฟอสเฟต ซิลิเกต และ ซัลเฟต ซิลิเกตมีส่วนเกี่ยวข้องกับกระบวนการละลายได้ของอะลูมิเนียม และการเคลื่อนย้ายผ่านชั้นดิน อะลูมิเนียมทั้งหมดในสารละลายดินปรากฏอยู่ในรูปอะลูมิเนียมอิสระ และอะลูมิเนียมส่วนใหญ่ในสารละลายดินจะจับตัวเป็นสารประกอบเชิงซ้อนกับสารอินทรีย์และความสามารถในการละลายได้ของอะลูมิเนียม จะแปรผกผันกับความจุแลกเปลี่ยนแคตไอออนและปริมาณอินทรียวัตถุและฟอสฟอรัส non-hydroxy-Al ที่ไม่แลกเปลี่ยนสามารถลดความจุแลกเปลี่ยนแคตไอออนของดินเหนียวและดินทั่วไป อะลูมิเนียมที่จับตัวเป็นสารประกอบเชิงซ้อนกับอินทรียวัตถุในดินจะไม่มีการแลกเปลี่ยนในกรณีของดินทั่วไป อะลูมิเนียมที่ถูกปลดปล่อยออก มาจากการเข้าไปแทนที่ของไฮโดรเจนจะดูดยึดโดยส่วนที่เป็นดินเหนียวเชิงซ้อนและเกิดการสร้างตัวของสารประกอบเชิงซ้อนของไฮโดรเจน-อะลูมิเนียมดินเหนียวอย่างรวดเร็ว และอะลูมิเนียมที่แลกเปลี่ยนได้อาจเกิดปฏิกิริยากับน้ำทำให้ไฮโดรเจนไอออนถูกปลดปล่อยออกมาในระบบดิน ดินเขตร้อนส่วนใหญ่เป็นดินกรด มีพัฒนาการค่อนข้างสูง เนื่องจากอะลูมิเนียมจะละลายออกมามากในสภาพกรด ดังนั้นอะลูมิเนียมจึงเป็นข้อจำกัดที่สำคัญในการผลิตพืชของดินในเขตร้อน ความเป็นพิษของอะลูมิเนียมได้รับการยอมรับว่าเป็นข้อจำกัดต่อการเจริญเติบโตของพืชในดินกรด
ความเป็นประโยชน์ของอะลูมิเนียมต่อการเจริญเติบโตของพืช เช่น ส่งเสริมการเจริญเติบโตของรากพืช มีบทบาทในการเคลื่อนย้ายธาตุอาหารในพืช และมีส่วนช่วยในการทำงานของเอนไซม์
3) เหล็ก (Fe2O3) หน้าที่และความสำคัญของเหล็ก เหล็กเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของ เอนไซม์(enzyme) และตัวพา (carrier) หลายชนิดซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์แสงและการหายใจ เหล็กเป็นองค์ประกอบของไซโทโครม (cytochrome) เฟอร์ริดอกซิน (ferridoxin) ซึ่งทำหน้าที่รับส่งอิเล็กตรอนใน กระบวนการสังเคราะห์แสงและการหายใจ เหล็กเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีนของเมมเบรนและไมโทคอนเดรีย เหล็กยังมีความจำเป็นในกระบวนการสังเคราะห์คลอโรฟิลล์อีกด้วย
อาการขาดเหล็กในพืช เหล็กเป็นธาตุที่เคลื่อนย้ายในโฟลเอ็ม (ท่ออาหาร)ไม่ได้ อาการจะเกิดกับใบอ่อนก่อนจากนั้นจึงลุกลาม ไปยังใบแก่ ใบเหลืองซีดระหว่างเส้นใบ (intervenal chlorosis) ระยะแรกเส้นใบยังเขียวอยู่ ต่อมาเส้นใบก็จะซีดด้วย และในที่สุดใบก็จะเหลืองทั้งหมด
4) โพแทสเซียม (K2O) พืชดูดโพแทสเซียมจากดินในรูปโมโนวาเลนต์ โพแทสเซียมไอออน (K+) โพแทสเซียมเป็นธาตุที่ละลายน้ำได้ดีจึงถูกชะล้างสูญเสียจากดินได้ง่ายโดยเฉพาะในดินทราย จะสูญเสียได้ง่ายกว่าดินเหนียว หน้าที่และความสำคัญของโพแทสเซียม โพแทสเซียมจำเป็นต่อกิจกรรมหรือกระบวนการสร้างสมสารต่างๆ ในเซลล์สิ่งมีชีวิต ได้แก่การสังเคราะห์โปรตีน การแบ่งเซลล์ในพืช เป็นตัวกระตุ้นการทำางาน (activator) ของเอนไซม์หรือทำงานร่วมกับเอนไซม์ในกระบวนการสังเคราะห์โปรตีน การสร้างและการ เคลื่อนย้ายคาร์โบไฮเดรต การสร้างคลอโรฟิลล์และควบคุมการปิดเปิดของปากใบ
อาการขาดโพแทนเซียมในพืช โพแทสเซียมเป็นธาตุที่เคลื่อนที่ได้ (mobile) จึงแสดงอาการขาดที่ใบแก่ก่อน (1) ใบล่างมีอาการเหลือง แล้วกลายเป็นน้ำตาล ตามขอบใบ แล้วลุกลามเข้ามาเป็น หย่อมตามแผ่นใบ พืชใบเลี้ยงเดี่ยวจะเริ่มที่ปลายใบ ขอบใบจะแห้งตายแล้วค่อยๆ ขยายไป ยังส่วนอื่นๆ เมล็ดลีบและมีน้ำหนักเบาผิดปกติ เช่น ข้าวโพดจะให้ฝักที่เมล็ดไม่เต็มฝัก ฝักเล็ก และรูปร่างผิดปกติ พืชในเลี้ยงคู่ใบจะมีอาการคลอโรซิส (chlorosis) คือ ใบมีลักษณะสี เหลืองซีดต่อมาจะกลายเป็นจุดแห้งตาย (2) รากเจริญช้า (3) ลำต้นอ่อนแอ ไม่ต้านทานโรค โดยเฉพาะพวกธัญพืชจะล้มได้ง่าย (4) แคระแกรน
5) แมกนีเซียม (MgO) รูปที่พืชนำไปใช้ประโยช์ได้ พืชดูดแมกนีเซียมในรูปไดวาเลนต์แมกนีเซียมไอออน (Mg- -) หน้าที่และความสำคัญของแมกนีเซียม เป็นส่วนประกอบของคลอโรฟิลล์ เป็นตัวกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์บางชนิด เช่น ฟอสโฟไฮโดรเลส (phosphochydrolase) และฟอสโฟทรานสเฟอเรส (phosphotransferase) เป็นต้น นอกจากนี้เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีน แมกนีเซียม จะรวมตัวกับไรโบโซมช่วยสร้างเสถียรให้กับไรโบโซม และทำให้เกิดการสังเคราะห์โปรตีน
อาการขาดแมกนีเซียมในพืช แมกนีเซียมเป็นธาตุที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ง่าย ในระยะแรกที่ขาดจึงพบอาการ บริเวณใบแก่ที่อยู่ด้านล่างก่อน แล้วค่อย ๆ ลุกลามไปยังใบอ่อน (1) ใบมีลักษณะสีเหลืองเกิดคลอโรซิส ในบริเวณเนื้อเยื่อที่อยู่ระหว่างเส้นใบและ ก้านใบแต่ก้านใบยังเขียวอยู่ เรียกว่า อินเทอวีนอล คลอโรซิส (interveinal chlorosis) (2) มีการสร้างแอนโทไซยานินที่ใบทำให้เห็นเป็นจุดสีต่าง ๆ เช่น สีแดงและสีส้ม เซลล์ของใบมักแห้งตายเป็นจุด ๆ กระจายทั่วไป (3) ปลายใบม้วนงอ ในดินที่มีโพแทสเซียมมากจะมีผลให้พืชดูดแมกนีเซียมไปใช้ ลดลง ในทางตรงกันข้ามถ้าดินมีแมกนีเซียมมากพืชจะดูดโพแทสเซียมลดลง
6) ฟอสฟอรัส (P2O5) รูปที่พืชนำไปใช้ประโยช์ได้ พืชจะดูดฟอสฟอรัสไปใช้ส่วนใหญ่ในรูปของ (1) สารอนินทรีย์ พวกไดไฮโดรเจนฟอสเฟตไอออน (H2PO4 -) (2) ไฮโดรเจนฟอสเฟตไอออน (HPO4-2 ) ถ้า pH ของดินต่ำกว่า 7 พืชจะดูดฟอสฟอรัสในรูป H2PO4 - ได้มาก และถ้า pHของดินสูงกว่า 7 พืชจะดูดฟอสฟอรัสในรูป HPO4-2 ได้มาก สำหรับความเป็นกรดเป็นด่างของดินที่พืชนำฟอสฟอรัสมาใช้ประโยชน์ได้ดีที่สุดจะอยู่ ระหว่าง 6-7 โดยธรรมชาติแล้วฟอสฟอรัสจะละลายอกมาให้พืชใช้ประโยชน์ได้ยาก และยังถูกยึดไว้ด้วยอนุภาคของดิน นอกจากนี้ในสภาพที่ดินเป็นกรดและเป็นด่างมากเกินไป ฟอสฟอรัสจะรวมตัวกับธาตุอื่นกลายเป็นรูปที่พืชนำไปใช้ประโยชน์ไม่ได้ เช่น สภาพดินที่เป็นด่างจะมีไอออนประจุบวก เช่น แคลเซียมและแมกนีเซียมมากทำ ให้ไอออนประจุบวกของ ธาตุเหล่านี้รวมตัวกับฟอสเฟตไอออนกลายเป็นเกลือที่ไม่ละลายน้ำ พืชนำไปใช้ได้น้อยและ ถ้าดินเป็นกรดมากธาตุอะลูมิเนียมและเหล็กจะละลายออกมามาก เมื่อรวมตัวกับฟอสเฟต ไอออนทำให้เกิดตะกอนของอะลูมินัมฟอสเฟตและเหล็กฟอสเฟต ซึ่งเป็นรูปที่ไม่สามารถใช้ ประโยชน์ได้เช่นกัน หน้าที่และความสำคัญของฟอสฟอรัส ฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบของ nucleic acid , nucleoprotein (เกี่ยวข้องกับ การปฏิบัติหน้าที่ของเซลล์ การสร้างองค์ประกอบต่างๆ ของเซลล์ การแบ่งเซลล์และการ สืบพันธุ์) เป็นองค์ประกอบของ ADP ATP และ NADP ซึ่งเป็นพลังงานที่มีบทบาทสำคัญใน กระบวนการเมแทบอลิซึมต่างๆ ในพืช ฟอสฟอรัสจะเกี่ยวข้องกับการสร้างเสริมการเติบโต ความแข็งแรงของพืช ทั้งส่วนที่อยู่เหนือดินและราก ตลอดจนการออกดอกออกผล
อาการขาดฟอสฟอรัสในพืช ฟอสฟอรัสจัดเป็นธาตุที่มีการเคลื่อนย้ายได้เมื่อขาดจึงพบที่บริเวณใบแก่ก่อน (1) ใบล่างมีสีเหลือง (2) ใบเล็กผิดปกติ (3) พืชมีการเจริญเติบโตผิดปกติ ต้นเล็ก ผอม แกร็นถ้าในไม้เถาลำต้นบิดเป็นเกลียว (4) เนื้อไม้แข็งเปราะง่าย (5) ออกดอกช้ากว่าปกติ (6) พืชแก่ช้า (7) รากผอม บาง สั้น และมีจำนวนจำกัด
7) แคลเซียม (CaO) ธาตุชนิดนี้มักจะตกตะกอนอยู่ในแวคิวโอลในรูปของแคลเซียมออกซาเลท (calcium oxalate) และอาจพบในท่อน้ำ ท่ออาหารของใบด้วย รูปที่พืชนำไปใช้ประโยชน์ได้ พืชดูดแคลเซียมไปใช้ในรูปของไดวาเลนด์แคลเซียมไอออน (Ca++) หน้าที่และความสำคัญของแคลเซียม แคลเซียมทำหน้าที่ให้ความแข็งแกร่งกับผนังเซลล์ซึ่งแคลเซียมที่พบอยู่ในผนังเซลล์ จะรวมตัวกับกรดเพกติก (pectic acid) กลายเป็นสารที่ไม่ละลายน้ำเรียกว่า แคลเซียมเพกเตท (calcium pectate) ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของมิดเดิลลาเมลลา (middle lamella) สารนี้เป็นตัวเชื่อมเซลล์ต่าง ๆ ให้ติดต่อกัน แคลเซียมเป็นองค์ประกอบของเอนไซม์แอลฟา – อะไมเลส (( - amylase) และเป็นตัวกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ ฟอสฟาเทส (phosphatase) ฟอสโฟลิเพส (phospholipase) และอาร์จินีนไคเนส (arginine kinase) เป็นต้น ช่วยลดความเป็นพิษของกรดออกซาลิก (oxalic acid) โดยรวมตัวเป็นผลึกแคลเซียมออกซาเลตในแวคิวโอล นอกจากนี้แคลเซียมยังเกี่ยวข้องกับ กระบวนการแทบอลิซึม การสร้างนิวเคลียสและไมโทคอนเดรีย ตลอดจนการแบ่งเซลล์และการขยายตัวของเซลล์
อาการขาดแคลเซียมในพืช แคลเซียมเป็นธาตุที่เคลื่อนย้ายไม่ได้ในพืช (immobile) ดังนั้นอาการขาดแคลเซียม จึงปรากฏในเนื้อเยื่อที่ยังอ่อน เช่น ปลายราก ปลายยอด ใบอ่อน หรือส่วนที่กำลัง เจริญเติบโต (growing tips) (1) บริเวณปลายรากและปลายยอดไม่เจริญเพราะเนื้อเยื่อจะไม่สร้างผนังเซลล์ทำให้ เซลล์ไม่แบ่งตัว (2) ลำต้น ยอด และก้านใบเปราะหักง่าย (3) ใบอ่อนมีลักษณะบิดเบี้ยวเสียรูปทรง เกิดคลอโรซิส (4) ลำต้นแคระแกร็น การขาดแคลเซียมจะเกิดขึ้นเมื่อปลูกพืชในสภาพดินที่เป็นกรด ส่วนดินที่เป็นด่าง และดินที่มีแคลเซียมมากเกินไป พบว่าแคลเซียมจะรวมตัวกับฟอสฟอรัสเกิดเป็นแคลเซียมฟอสเฟต ทำให้พืชใช้ฟอสฟอรัสไม่ได้
8) เหล็ก (Fe) รูปที่พืชนำไปใช้ได้ พืชดูดธาตุเหล็กไปใช้ในรูปเฟอรัสไอออน (Fe+3) ในดินที่เป็นกรด เหล็กถูกละลายออกมาในดินเป็นปริมาณมาก และเกิดการสะสมในพืชจนทำให้เกิดพิษกับพืช ส่วนในดินที่เป็นด่าง พบว่า เหล็กมักจะรวมตัวกับธาตุอื่นเป็นตะกอนอยู่ในรูปไม่ละลายน้ำพืชนำมาใช้ ไม่ได้ หน้าที่และความสำคัญของเหล็ก เหล็กเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของ เอนไซม์ (enzyme) และตัวพา (carrier) หลายชนิดซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์แสงและการหายใจ เหล็กเป็นองค์ประกอบของ ไซโทโครม (cytochrome) เฟอร์ริดอกซิน (ferridoxin) ซึ่งทำหน้าที่รับส่งอิเล็กตรอนใน กระบวนการสังเคราะห์แสงและการหายใจ เหล็กเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีนของเมมเบรนและไมโทคอนเดรีย เหล็กยังมีความจำเป็นในกระบวนการสังเคราะห์คลอโรฟิลล์อีกด้วย
อาการขาดเหล็กในพืช เหล็กเป็นธาตุที่เคลื่อนย้ายในโฟลเอ็ม (ท่ออาหาร)ไม่ได้ จะเกิดกับใบอ่อนก่อนจากนั้นจึงลุกลาม ไปยังใบแก่ ใบเหลืองซีดระหว่างเส้นใบ (intervenal chlorosis) ระยะแรกเส้นใบยังเขียวอยู่ ต่อมาเส้นใบก็จะซีดด้วย และในที่สุดใบก็จะเหลืองทั้งหมด
9) แมงกานีส (Mn) รูปที่พืชนำไปใช้ได้ พืชดูดแมงกานีสในรูปของ (1)แมงกานีสไอออน (Mn++) (2) แมงกานีสออกไซด์ (MnO) หน้าที่และความสำคัญของแมงกานีส ช่วยกระตุ้นการแตกตัวของน้ำในปฏิกิริยาแสงคล้ายกับคลอรีน ช่วยกระตุ้นกระบวนการถ่ายทอดอิเล็กตรอน การปลดปล่อยออกซิเจนในโฟโตซิสเต็ม II (photosystem II) เกี่ยวข้องกับการสร้างกรดอะมิโน และเป็นตัวกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ในกระบวนการสังเคราะห์นิวคลีโอไทด์(nucleotide) และกรดไขมัน
อาการขาดแมงกานีสในพืช (1) ใบมีสีเหลืองม้วนงอบิดเบี้ยวแต่เส้นใบยังเขียวอยู่ (2) ใบแห้งตายเป็นจุด ๆ (3) ต้นข้าวแตกแขนงน้อยลง (4) ถั่วต่างๆ เช่น ถั่วเหลืองต้นแคระ แตกกิ่งน้อยและผลผลิตลดลง
ค่า EC ย่อมาจากภาษาอักฤษ Electrical Conductivity ในภาษาไทยแปลว่าการนำไฟฟ้าของน้ำคือความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้า น้ำบริสุทธิ์ค่าการนำไฟฟ้ายิ่งต่ำ ตัวอย่าง น้ำกลั่นเกือบจะเป็นฉนวน แต่น้ำเค็มเป็นตัวนำไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพมาก เนื่องจากน้ำบริสุทธิ์หรือน้ำกลั่นไม่มีการนำไฟฟ้าเนื่องจากไม่มีแร่ธาตุ แต่เมื่อเติมแร่ธาตุลงในน้ำแล้ว เกลือหรือแร่ธาตุที่ละลายน้ำจะทำให้น้ำนำไฟฟ้าได้ ยิ่งเกลือหรือแร่ธาตุมีความเข้มข้นสูงเท่าใด ค่า EC การนำไฟฟ้าก็จะยิ่งสูงขึ้น การวัดนี้จะบอกคุณว่ามีสารอาหารอยู่ในน้ำมากแค่ไหน สำหรับพืชส่วนใหญ่ พืชแต่ละชนิดจะมีความต้านทานต่อค่า EC หรือ (ความเข้มข้นของธาตุอาหารพืช) ที่ไม่เท่ากัน ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับสายพันธุ์, อายุของพืช และสภาพแวดล้อมในการปลูกขณะนั้นด้วย หากเราใช้ค่า EC ไม่เหมาะสมกับพืชแล้วจะทำให้พืชนั้นเจริญเติบโตไม่เป็นปกติ หรือขาดความสมบูรณ์ได้ ปัจจัยที่เป็นตัวกำหนดค่า EC คือ
1. ชนิดและสายพันธุ์พืช กล่าวคือ พืชต้องอาศัยการคายน้ำทางใบเพื่อให้เกิดแรงดันที่รากพืชเพื่อให้น้ำที่ผสมธาตุอาหารซึมผ่านจากรากไปยังส่วนต่างๆ ของพืชได้ หากค่า EC สูงกว่าค่ามาตราฐาน ของพืชชนิดนั้นๆ พืชจะไม่สามารถนำพาน้ำที่มีธาตุอาหารไปยังส่วนต่างๆของพืชได้ ส่งผลให้พืชเจริญเติบโตได้ไม่ดี และเกิดขาดธาตุอาหารต่างๆได้
2. อายุของพืช กล่าวคือ พืชในแต่ละช่วงอายุจะมี การใช้ธาตุอาหารไม่เท่ากัน โดยจะแบ่งออกเป็น 3 ช่วงของการเจริญเติบโตดังนี้
2.1 ช่วงต้นเกล้า : ช่วงสัปดาห์แรกของการเจริญเติบโต เมื่อพืชงอกออกจากเมล็ดพืชจะใช้พลังงานและอาหารจากใบเลี้ยงเป็นหลัก ทำให้การกำหนดค่า EC ในช่วงสัปดาห์แรกนี้จะอยู่ที่ประมาณ 30 - 50 % ของค่า EC ในพืชชนิดนั้นๆ และจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในสัปดาห์ต่อไป
2.2 ช่วงเจริญเติบโต : ช่วงสัปดาห์ที่ 3 เป็นต้นไป ช่วงนี้เป็นช่วงที่พืชต้องการใช้พลังงานและธาตุอาหารสูงมาก เพื่อใช้ในการสร้างส่วนต่างๆ ของใบ, ลำต้น, ดอก โดยจะใช้ธาตุอาหารประมาณ 80 - 100% ของค่า EC ในพืชชนิดนั้นๆ
2.3 ช่วงขยายพันธุ์ : เป็นช่วงที่พืชผ่านการเจริญเติบโตอย่างเต็มที่มาแล้วพืชได้ทำการสะสมอาหารและพลังงานมาไว้อย่างเต็มที่แล้ว พืชจะเริ่มใช้ธาตุอาหารใหม่น้อยลง โดยเฉลี่ยจะอยู่ที่ประมาณ 50 - 70% ของค่า EC ในพืชชนิดนั้นๆ
3. สภาพอากาศและฤดูกาล หากช่วงเวลาดังกล่าวมีปัจจัยที่ทำให้พืชต้องคายน้ำสูง เช่น แสงแดดจัด, อากาศร้อน พืชจำเป็นต้องมีการดูดซึมน้ำมากขึ้นเพื่อนำมาชดเชยน้ำที่สูญเสียไป หากมีการใช้ค่า EC ที่สูง ในช่วงเวลาดังกล่าวแล้ว พืชจะนำน้ำไปชดเชยน้ำที่เสียไปได้ลำบาก เราจึงเห็นพืชเหี่ยวเฉาในช่วงเวลาที่อากาศร้อนและแสงแดดจัด ดังนั้นช่วงเวลาที่อากาศร้อนมากๆ และแสงแดดแรงเกินไปเราต้องปรับลดค่า EC ลง พร้อมกับลดกิจกรรมการคายน้ำของพืชลง เช่น พรางแสง, เสปรย์น้ำ เพื่อลดอุณหภูมิลง
