Role of Macro and Micro Nutrients in Crop Growth and Development
- Introduction
Plant nutrients are chemical elements required for the normal growth and reproduction of plants. These nutrients are absorbed mainly through the roots in the form of ions dissolved in soil water. Based on the amount required by plants, nutrients are broadly classified into:
- Macronutrients: Required in large quantities (more than 1 mg/g of dry matter).
- Micronutrients: Required in small quantities (less than 1 mg/g of dry matter).
Each nutrient plays a specific and essential role in plant metabolism, structure, and physiology.
- Macronutrients
Macronutrients are further divided into Primary and Secondary nutrients.
(a) Primary Macronutrients
These are the most essential and required in the largest quantities by plants.
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Nutrient |
Form absorbed |
Major roles in plants |
Deficiency symptoms |
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Nitrogen (N) |
NO₃⁻, NH₄⁺ |
Promotes vegetative growth, essential for chlorophyll, amino acids, proteins, nucleic acids, and enzymes. |
Yellowing (chlorosis) of older leaves, stunted growth, pale green color. |
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Phosphorus (P) |
H₂PO₄⁻, HPO₄²⁻ |
Vital for energy transfer (ATP, ADP), root development, flowering, and seed formation. |
Purplish discoloration on leaves, delayed maturity, poor root growth. |
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Potassium (K) |
K⁺ |
Regulates osmotic balance, enzyme activation, photosynthesis, and disease resistance. |
Leaf scorching and curling, weak stems, reduced resistance to drought. |
(b) Secondary Macronutrients
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Nutrient |
Form absorbed |
Major roles in plants |
Deficiency symptoms |
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Calcium (Ca) |
Ca²⁺ |
Important for cell wall formation (calcium pectate), root and shoot tip growth, and enzyme activity. |
Death of growing points, chlorosis along leaf margins, blossom end rot in tomato. |
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Magnesium (Mg) |
Mg²⁺ |
Central atom of chlorophyll molecule, involved in enzyme activation and phosphate metabolism. |
Interveinal chlorosis in older leaves. |
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Sulphur (S) |
SO₄²⁻ |
Component of amino acids (cystine, methionine), vitamins, and coenzymes; improves seed quality and protein synthesis. |
Uniform chlorosis of young leaves, stunted growth. |
- Micronutrients
These nutrients are required in trace amounts but are equally essential for plant metabolism.
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Nutrient |
Form absorbed |
Major roles in plants |
Deficiency symptoms |
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Iron (Fe) |
Fe²⁺, Fe³⁺ |
Component of cytochromes and ferredoxin; essential for chlorophyll synthesis. |
Interveinal chlorosis of young leaves (iron chlorosis). |
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Manganese (Mn) |
Mn²⁺ |
Activates several enzymes in photosynthesis and nitrogen metabolism. |
Interveinal chlorosis with small necrotic spots on young leaves. |
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Zinc (Zn) |
Zn²⁺ |
Involved in auxin synthesis, enzyme activation, and protein metabolism. |
Shortened internodes (rosetting), little leaf, and interveinal chlorosis. |
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Copper (Cu) |
Cu²⁺ |
Component of oxidase enzymes and chloroplast proteins. |
Dieback of shoots, leaf tip necrosis, poor seed set. |
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Boron (B) |
BO₃³⁻, B₄O₇²⁻ |
Important for cell wall formation, sugar transport, pollen germination, and root elongation. |
Brittle leaves, hollow stem, poor fruit/seed set. |
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Molybdenum (Mo) |
MoO₄²⁻ |
Component of nitrate reductase and nitrogenase enzymes; vital for nitrogen fixation. |
Yellowing of older leaves, whiptail disease in cauliflower. |
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Chlorine (Cl) |
Cl⁻ |
Involved in photosynthesis (oxygen evolution) and osmotic regulation. |
Wilting, chlorosis, and bronzing of leaves. |
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Nickel (Ni) |
Ni²⁺ |
Component of urease enzyme; essential for nitrogen metabolism. |
Poor seed germination, accumulation of urea in tissues. |
Interrelationship and Balance Among Nutrients
- Synergistic effects: Some nutrients promote uptake of others (e.g., N and P).
- Antagonistic effects: Excess of one nutrient can inhibit uptake of another (e.g., K vs. Ca and Mg).
- Balanced nutrition is essential for high productivity and sustainability of soil fertility.
Summary Table: Essential Nutrients and Their Functions
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Category |
Nutrients |
Key Functions |
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Primary Macronutrients |
N, P, K |
Growth, energy transfer, osmotic regulation |
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Secondary Macronutrients |
Ca, Mg, S |
Structure, chlorophyll, protein synthesis |
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Micronutrients |
Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, Cl, Ni |
Enzyme activation, photosynthesis, reproduction |
फसल वृद्धि एवं विकास में प्रमुख एवं सूक्ष्म पोषक तत्वों की भूमिका
(Role of Macro and Micro Nutrients in Crop Growth and Development)
परिचय (Introduction)
- पौध पोषक तत्व (Plant Nutrients) वे रासायनिक तत्व हैं जो पौधों की सामान्य वृद्धि और प्रजनन के लिए आवश्यक होते हैं।
ये पोषक तत्व मुख्यतः मिट्टी के जल में घुले आयनों (Ions) के रूप में जड़ों द्वारा अवशोषित किए जाते हैं। - पौधों द्वारा आवश्यक मात्रा के आधार पर पोषक तत्वों को दो वर्गों में बाँटा गया है —
- मुख्य पोषक तत्व (Macronutrients): बड़ी मात्रा में आवश्यक (> 1 mg/g सूखे पदार्थ में)
- सूक्ष्म पोषक तत्व (Micronutrients): बहुत कम मात्रा में आवश्यक (< 1 mg/g सूखे पदार्थ में)
प्रत्येक पोषक तत्व पौधे के चयापचय (Metabolism), संरचना (Structure) और शारीरिक क्रियाओं (Physiology) में एक विशिष्ट और आवश्यक भूमिका निभाता है।
मुख्य पोषक तत्व (Macronutrients)
मुख्य पोषक तत्वों को दो वर्गों में विभाजित किया जाता है —
(a) प्राथमिक पोषक तत्व (Primary Macronutrients) और
(b) द्वितीयक पोषक तत्व (Secondary Macronutrients)
(a) प्राथमिक पोषक तत्व (Primary Macronutrients)
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पोषक तत्व (Nutrient) |
अवशोषित रूप (Form absorbed) |
मुख्य भूमिका (Major Roles) |
कमी के लक्षण (Deficiency Symptoms) |
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नाइट्रोजन (N) |
NO₃⁻, NH₄⁺ |
हरी वृद्धि (Vegetative growth) को बढ़ावा देता है; क्लोरोफिल, अमीनो अम्ल, प्रोटीन, न्यूक्लिक अम्ल और एंजाइम का आवश्यक घटक। |
पुराने पत्तों में पीलापन (Chlorosis), धीमी वृद्धि, हल्का हरा रंग। |
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फास्फोरस (P) |
H₂PO₄⁻, HPO₄²⁻ |
ऊर्जा स्थानांतरण (ATP, ADP), जड़ वृद्धि, फूल और बीज निर्माण में आवश्यक। |
पत्तों पर बैंगनी रंग के धब्बे, देरी से परिपक्वता, कमजोर जड़ें। |
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पोटेशियम (K) |
K⁺ |
अस्मोटिक संतुलन (Osmotic balance) बनाए रखता है, एंजाइम सक्रिय करता है, प्रकाश संश्लेषण और रोग प्रतिरोध में सहायक। |
पत्तियों के सिरे जलना (Leaf scorching), पत्तियों का मुड़ना, कमजोर तने, सूखे की संवेदनशीलता। |
(b) द्वितीयक पोषक तत्व (Secondary Macronutrients)
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पोषक तत्व (Nutrient) |
अवशोषित रूप (Form absorbed) |
मुख्य भूमिका (Major Roles) |
कमी के लक्षण (Deficiency Symptoms) |
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कैल्शियम (Ca) |
Ca²⁺ |
कोशिका भित्ति (Cell wall) निर्माण, जड़ और शीर्ष वृद्धि, एंजाइम क्रियाशीलता में सहायक। |
शीर्ष भाग (Growing point) की मृत्यु, पत्तियों के किनारों पर पीलापन, टमाटर में ब्लॉसम एंड रॉट। |
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मैग्नीशियम (Mg) |
Mg²⁺ |
क्लोरोफिल का केंद्रीय परमाणु, एंजाइम सक्रियण और फॉस्फोरस चयापचय में भागीदार। |
पुराने पत्तों में शिराओं के बीच पीलापन (Interveinal chlorosis)। |
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सल्फर (S) |
SO₄²⁻ |
अमीनो अम्ल (Cystine, Methionine), विटामिन और कोएंजाइम का घटक; बीज गुणवत्ता और प्रोटीन संश्लेषण में सहायक। |
नये पत्तों का समान रूप से पीलापन, वृद्धि में रुकावट। |
सूक्ष्म पोषक तत्व (Micronutrients)
सूक्ष्म पोषक तत्व बहुत कम मात्रा में आवश्यक होते हैं, परंतु पौधों के लिए उतने ही महत्वपूर्ण हैं।
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पोषक तत्व (Nutrient) |
अवशोषित रूप (Form absorbed) |
मुख्य भूमिका (Major Roles) |
कमी के लक्षण (Deficiency Symptoms) |
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लौह (Fe) |
Fe²⁺, Fe³⁺ |
साइटोक्रोम और फेर्रेडॉक्सिन का घटक; क्लोरोफिल संश्लेषण में आवश्यक। |
नये पत्तों की शिराओं के बीच पीलापन (Iron chlorosis)। |
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मैंगनीज (Mn) |
Mn²⁺ |
प्रकाश संश्लेषण और नाइट्रोजन चयापचय में एंजाइम सक्रिय करता है। |
नये पत्तों पर पीलापन और छोटे भूरे धब्बे (Necrotic spots)। |
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जिंक (Zn) |
Zn²⁺ |
ऑक्सिन हार्मोन निर्माण, एंजाइम सक्रियण, प्रोटीन संश्लेषण में सहायक। |
छोटे पत्ते (Little leaf), शिराओं के बीच पीलापन, ठूंठा अंतराल (Short internodes)। |
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कॉपर (Cu) |
Cu²⁺ |
ऑक्सिडेज एंजाइमों और क्लोरोप्लास्ट प्रोटीनों का घटक। |
शीर्ष भाग का सूखना (Dieback), पत्ती के सिरों का जलना, कम बीज बनना। |
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बोरॉन (B) |
BO₃³⁻, B₄O₇²⁻ |
कोशिका भित्ति निर्माण, शर्करा परिवहन, पराग अंकुरण और जड़ वृद्धि में आवश्यक। |
भंगुर पत्तियाँ (Brittle leaves), खोखला तना (Hollow stem), खराब फल/बीज बनना। |
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मोलिब्डेनम (Mo) |
MoO₄²⁻ |
नाइट्रेट रिडक्टेस और नाइट्रोजनेज एंजाइम का घटक; नाइट्रोजन स्थिरीकरण में आवश्यक। |
पुराने पत्तों का पीलापन, फूलगोभी में “Whiptail disease।” |
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क्लोरीन (Cl) |
Cl⁻ |
प्रकाश संश्लेषण में ऑक्सीजन उत्सर्जन (Oxygen evolution) और अस्मोटिक संतुलन में भूमिका। |
मुरझाना (Wilting), पत्तियों का पीलापन और भूरापन। |
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निकेल (Ni) |
Ni²⁺ |
Urease एंजाइम का घटक; नाइट्रोजन चयापचय में आवश्यक। |
बीज अंकुरण खराब होना, ऊतकों में यूरिया का संचय। |
पोषक तत्वों के पारस्परिक संबंध (Interrelationship and Balance Among Nutrients)
- समन्वित प्रभाव (Synergistic Effects):
- कुछ तत्व एक-दूसरे के अवशोषण को बढ़ाते हैं।
- उदाहरण: नाइट्रोजन (N) और फास्फोरस (P) एक-दूसरे के अवशोषण में सहायक हैं।
- विरोधी प्रभाव (Antagonistic Effects):
- किसी तत्व की अधिकता दूसरे तत्व के अवशोषण को कम कर देती है।
- उदाहरण: अधिक पोटेशियम (K) → कैल्शियम (Ca) और मैग्नीशियम (Mg) का अवशोषण घटाता है।
संतुलित पोषण (Balanced Nutrition) ही उच्च उत्पादकता और स्थायी मृदा उर्वरता (Sustainable Soil Fertility) का आधार है।
सारांश तालिका (Summary Table: Essential Nutrients and Their Functions)
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श्रेणी (Category) |
पोषक तत्व (Nutrients) |
मुख्य कार्य (Key Functions) |
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प्राथमिक मुख्य पोषक तत्व (Primary Macronutrients) |
N, P, K |
वृद्धि, ऊर्जा स्थानांतरण, अस्मोटिक नियंत्रण |
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द्वितीयक मुख्य पोषक तत्व (Secondary Macronutrients) |
Ca, Mg, S |
संरचना निर्माण, क्लोरोफिल, प्रोटीन संश्लेषण |
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सूक्ष्म पोषक तत्व (Micronutrients) |
Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, Cl, Ni |
एंजाइम सक्रियण, प्रकाश संश्लेषण, प्रजनन कार्य |
