| dusík | fosfor | draslík | vápník | hořčík | síra |

| význam vápníku | symptomy nedostatku a nadbytku vápníku |

            Obsah vápníku v sušině se v rostlinách pohybuje v rozmezí 0,4-1,5% v závislosti na druhu rostliny, orgánu a jeho stáří. Jeho obsah je však hlavně závislý na jeho hladině v půdním roztoku. Koncentrace vápníku v půdním roztoku je asi 10x vyšší než K⁺, ale příjem Ca je obvykle nižší než K.

            Vápník je přijímán ve formě Ca²⁺ aktivně kořeny pomocí elktrochemického gradientu přes biolgické membrány. Nízké koncentrace vápníku (0,005-0,05 mM) jsou přijímány pod metabolickou kontrolou, zatímco vysoké (5-20 mM) pasivně. Příjem vápníku oblivňují anionty, největší vliv má NO₃^-, pak Cl^- a nejmenší SO₄^2-. Naopak zvýšený obsah kationtů jeho příjem omezuje; působí v řadě H⁺ > NH₄⁺ > Mg²⁺ > Sr²⁺ > Mn²⁺ > K⁺. Rovněž vnější podmínky ovlivňují příjem tohoto prvku. Při nižší vlhkosti je přijímáno více Ca, zatímco při vyšší vlhkosti je jeho příjem nižší a převažuje příjem K⁺. Také intenzita osvětlení a teplota působí na příjem Ca a K jabloní, jak uvádí tabulka.

Vliv intenzity osvětlení a teploty na příjem K a Ca u jabloní (Tromp 1980, in Atkinson et al. 1980)

            Z tabulky je zřejmé, že teplota celkový příjem Ca výrazně neovlivňuje. Při nižší teplotě je však celkově nižší přírůstek sušiny (výhonů), a proto je v přepočtu na 1g sušiny přijato více Ca. Tím se mění i poměr Ca a K. Vezmeme-li v úvahu ještě vlhkost, mohou vnější podmínky výrazně ovlivnit příjem a odběr Ca a mohou zesílit nebezpečí jeho nedostatku.

            Přijatý vápník je translokován xylémem. Transport vápníku je však velmi omezen, protože je značně adsorbován anionty.  

            Vápník se účastní nepřímo řady enzymatických reakcí soustředěných v membránách a nejbližším okolí zejména jako významný přenašeč signálů ve spojení s kalmodulinem a dalšími bílkovinami poutajícími Ca²⁺.

            Vápník je prakticky nepohyblivý floémem, ve kterém je příliš mnoho vazebných míst, na kterých dochází snadno k jeho imobilizaci. Z tohoto důvodu nemůžeme u Ca hovořit  o jeho reutilizaci. Proto rostliny vyžadují jeho pravidelný přísun z vnějšího prostředí po celé vegetační období.

            Příjem, transport a redistribuce vápníku jsou tedy podmíněny schopností vápníku tvořit s řadou organických látek, zvláště kyselými skupinami karboxylu, fosfátů aj., poměrně málo rozpustné až nerozpustné sloučeniny. Proto je v rostlině jeho pohyb velmi malý a reutilizace prakticky zanedbatelná, což vyúsťuje na jedné straně v postupném zvyšování jeho obsahu ve starších listech a na druhé straně v jeho chronicý nedostatek v apikálních meristémech. Vzdor tomu, že redistribuce Ca na orgánové úrovni je nepatrná, je naopak velmi nápadná postupná přeměna jeho funkce na buněčné úrovni. Z toho vyplývá, že vápník je prvek, kde na základě jeho chemické analýzy není možné přímo usuzovat na jeho skutečnou potřebu.

            Vápník má mnohostranný význam v procesu metabolismu rostlin. Nedostatek se především projevuje na kořenech; netvoří se kořenové vlásky, kořeny začínají zahnívat. Na kořenech se tvoří sliz a buňky kořenové se rozkládají, a pletivo se přeměňuje na nestrukturní hmotu. Kořeny trpí nedostatkem tohoto prvku dříve než nadzemní orgány.

            Vápník sehrává důležitou úlohu v metabolismu a jeho funkce můžeme rozdělit:

• ovlivňuje semipermeabilitu buněčných membrán a stěn buněk. V membránách je vázán na negativní náboje (hlavně pektiny) a stabilizuje jejich strukturu, postorové uspořádání, a tím i permeabilitu. Jde o funkci specifickou pro vápník, nenahraditelnou žádnými dvojmocnými kationty (Mn ani Sn).

• má konformační a stabilizační vliv na bílkovinu. Slučuje-li se s bílkovinami biokatalytického typu, může pozměnit její tvar a aktivitu, a zároveň ji chránit (stabilizovat) proti proteolytickým enzymům.

• je stavební látkou. Formou pektátu zpevňuje buněčné stěny. Podílí se na růstu buněk, které netvoří typickou celulózní stěnu (kořenové vlásky a pylové láčky), které bez Ca jinak vůbec nerostou.

• neutralizuje a váže některé organické kyseliny, zvláště kyselinu šťavelovou, což může mít detoxikační efekt. Tato funkce Ca bývá často považována za jednu z významných a hlavních.

• významně ovlivňuje stabilitu a integritu pletiv, což má vliv na skladovatelnost plodů (jablka - pihovitost, rajčata, papriky)

• ovlivňuje aktivitu enzymů v rostlinách (invertázy, katalázy, nitrátreduktázy aj.).

            Vápník přijímá rostlina během celého svého vývoje. Nároky na vápník neodpovídají vždy vztahu k půdní reakci. Například obiloviny potřebují málo Ca, ale odlišují se v nárocích na pH - ječmen a pšenice nesnášejí nízké hodnoty pH, zatímco oves a žito jsou k nim tolerantní. Naopak bramborám, vlčímu bobu a lupině se daří na kyselejších stanovištích, ale požadují velké množství vápníku. Nejvíce vápníku se nachází ve vegetativních orgánech. Tak hlízy brambor obsahují 7% z celkového vápníku, zatímco v lodyze je až 93%. Zrno kukuřice má 3,4% a ostatní části 96,6%. Z tohoto důvodu se převážná část Ca z půdy neodčerpává, ale zůstává na poli. Více vápníku odčerpávají dvouděložné rostliny než jednoděložné.

Význam vápníku pro pšenici (doplňkový text)

nahoru

autor textu: Prof. Ing. Rostislav Richter, DrSc.

Rozdělení vápníku v buňce

Schéma kalmodulinu