Növénytani és növényélettani alapismeretek - Integrált növénytermesztés 3.

1. Növénytani ismeretek a növénytermesztésben (Kovács Szilvia)
1.1. Sejttan (citológia)
1.2. Szövettani alapok (hisztológia)
1.3. A növények szervei (morfológia, alaktan)
1.4. Növényrendszertani alapok 
1.5. A kultúrfajok eredete 
1.6. Gyombiológiai alapok 
2. Növényfiziológiai ismeretek a növénytermesztésben (Veres Szilvia) 
2.1. Fotoszintetikus hatékonyság a környezeti tényezők függvényében 
2.2. Szervesanyag-mérleg és allokáció 
2.3. A növények vízforgalma, a növényi vízhasznosítás elemeinek szerepe a növényi produkcióban 
2.4. Növényi hormonok befolyásoló hatása a növényi életcikluson keresztül 
2.5. Növényi stresszválaszok jelentősége a növénytermesztésben 

Szervesanyag-mérleg és allokáció
A különböző fotoszintézisutak során elsősorban szacharóz, mint transzlokációs szénhidrát és keményítő, mint tartalék tápanyag képződik és halmozódik fel a növények leveleiben. A mérsékelt égövi fűfélékben, valamint számos kétszikűben a fotoszintézis fő végterméke nem a keményítő, hanem a fruktánok, melyek szacharóz és fruktóz polimerizációjából képződnek és a szárban és a levelekben halmozódnak fel. Ugyanakkor ezen növények gyökerében és magvaiban ugyancsak a keményítő a fő szénhidrát.

A növényekben a szacharóz a leggyakoribb cukorforma, a glükóznál és a fruktóznál lényegesen nagyobb mennyiségben található a növényekben. Ezért egyben a növény legfontosabb energiaforrása, mely ráadásul könnyen szállítódik a fotoszintetizáló levelekből a háncsrészen keresztül az osztódó, növekvő szövetekhez. Szintézise a kloroplasztiszon kívül, a citoszolban megy végbe. Képződése foszforilált glukózból és fruktózból indul ki. A legnagyobb mennyiségben előforduló szállítódó szénhidrátforma, de gyakran szállítódnak cukoralkoholok is, mint például a mannitol és a szorbitol.
A növények raktározott szénhidrátformája a legtöbb növény esetében a keményítő nevű poliszacharid, mely glükóz alegységekből felépülő poliszacharid. A keményítő a kloroplasztiszokban is felhalmozódhat, ahol közvetlenül a fotoszintézis révén képződik. Optimális körülmények között a kloroplasztiszokban mindig található legalább egy-két keményítőszemcse. A raktározószervek sejtjeiben, amiloplasztokban tárolódik, ahol a levelekből odaszállítódó szacharózból és más szénhidrátokból képződik. A keményítő összmennyisége számos külső és belső környezeti tényező függvénye, de elsősorban a megvilágítás és az attól függő fotoszintézis intenzitása szabja meg mennyiségét. Nappal képződik, amikor a fotoszintézis intenzitása magas. Éjjel részben a légzés révén használódik fel, valamint elszállítódhat a növény legkülönbözőbb részeibe.

A fruktánok a keményítőnél lényegesen kisebb méretű fruktózegységekből álló polimerek. A fruktózegységek száma 3 és néhány száz között váltakozik. Meglehetősen jó vízoldékonyságúak. Döntő részben vagy kizárólag a vakuólumokban képződnek és tárolódnak. Három fő fruktánformát ismerünk: inulinok, levánok (vagy leinek), míg a harmadik csoportba a nem elágazó láncú, kis molekulájú és maximálisan 5 fruktózegységet és 1 glükózegységet tartalmazó fruktánok tartoznak.

A fotoszintézis során képződött szerves anyagoknak el kell jutniuk arra a helyre, ahol anyagcsereközpontok vannak (hajtás- és gyökércsúcs, merisztémák), illetve ahol a raktározásuk történik (termések, magok, gumók stb.). A szállítás során a kloroplasztiszban képződött szénhidrát a mezofillumsejt citoplazmájába jut, itt hexózokká, majd diszacharidokká és más cukorszármazékokká alakulnak át. Majd sejtről sejtre haladva a háncsrész kísérősejtig jutnak. A kísérősejtből szállítódnak a rostasejtbe, majd a háncsrészen keresztül jutnak el a felhasználás helyéig. A szállítás iránya tehát a képződés helyétől a felhasználás helye felé mutat, a felső levelektől főként a hajtáscsúcs felé, az alsóbb levelektől a gyökér felé, középszinten lévő levelektől mindkét irányban. A háncsrészben vízben oldott állapotban szállítódnak, a háncs nedv szárazanyag-tartalma 10–25%, melynek 90%-a cukor, jellemzően szacharóz.