Summary
Plants ofPisum sativum grown in water culture were subjected to deficiencies in the macronutrients N, P, K, S, Ca, Mg, substitution of ammonium for nitrate and change in pH to pH 3 or 9. Free amino acids, soluble nitrogen, protein and glutamate dehydrogenase activity of shoots were measured for all nutrient types. Changes in amino acid concentrations correlated well with changes in glutamate dehydrogenase. It is considered whether this enzyme is indicative of the nutritional state of plants.
Similar content being viewed by others
References
Arnon, D. I., Fratzke, W. E. and Johnson, C. M., Hydrogen ion concentration in relation to absorption of inorganic nutrients by plants. Plant Physiol.17, 515–524 (1942).
Barker, A. V. and Bradfield, R., Effect of K and N on the free amino acid content of corn plants. Agron. J.55, 465–470 (1963).
Barker, A. V., Volk, R. J. and Jackson, W. A., Root environment acidity as a regulatory factor in ammonium assimilation by the bean plant. Plant Physiol.41, 1193–1199 (1966).
Betz, A., Brinkmann, K. und Hinrichs, R., Welchen Informationswert haben in Rohextrakten gemessene Enzymaktivitäten für physiologische Probleme? Planta80, 77–81 (1968).
Coleman, R. G., The effect of sulfur deficiency on the free amino acids of some plants. Austr. J. Biol. Sci.10, 50–56 (1957).
Coleman, R. G. and Richards, F. J., Physiological studies in plant nutrition. Some aspects of nitrogen metabolism in barley and other plants in relation to potassium deficiency. Ann. Bot.20, 393–409 (1956).
Court, R. D., Williams, W. T. and Hegarty, M. P., The effect of mineral nutrient deficiency on the content of free amino acids inSetaria sphacelata. Austr. J. Biol. Sci.25, 77–87 (1972).
Forest, J. C. and Wightman, F., Metabolism of amino acids in plants. I. Can. J. Biochem.49, 709–720 (1971).
Fowden, L., Origin of the amino acids.In Plant Biochem. ed. by Bonner, J. and Varner, J. E., Acad. Press. New York 1965.
Hackett, C., Sinclair, C. R. and Richards, F. J., Balance between potassium and phosphorus in the nutrition of barley. I. The influence of amine content. Ann. Bot.29, 331–345 (1965).
Hsiao, T. C., Plant responses to water stress. Annu. Rev. Plant Physiol.24, 519–570 (1973).
Hsiao, T. C., Hagemann, R. H. and Tyner, E. H., Effects of K nutrition on protein and total free amino acids inZea mays. Crop Sci.10, 78–82 (1970).
Jäger, H.-J., Zur säulenchromatographischen Bestimmung freier Aminosäuren und Diamine in Pflanzenmaterial. Angew. Bot.49, 25–30 (1975).
Jäger, H.-J. und Meyer, H. R., Effect of water stress on growth and proline metabolism ofPhaseolus vulgaris L. Oecologiain press (1977).
Kanamori, T., Konishi, S. and Takahashi, E., Inducible formation of glutamate dehydrogenase in rice plant roots by the addition of ammonia to the media. Physiol. Plant.26, 1–6 (1972).
Kinzel, H. und Stummerer, H., Enzymaktivitätsmuster als Indikatoren für den physiologischen Zustand von Pflanzen unter Mineralstoffmangel. Ber. Dtsch. Bot. Ges.86, 505–512 (1974).
Kirkby, E. A., Influence of ammonium and nitrate nutrition on the cation-anion balance and nitrogen and carbohydrate metabolism of white mustard plants grown in dilute nutrient solutions. Soil Sci.105, 133–141 (1968).
Klein, H., Jäger, H.-J. und Steubing, L., Der Einfluß der Schwefel- und Stickstoffversorgung auf die SO2-Empfindlichkeit von Pisum sativum. Angew. Bot.48, 1–8 (1974).
Koch, K., Der Einfluß des Kalium-Ernährungszustandes der höheren Pflanzen auf die Assimilation von anorganischem Stickstoff. Ber. Dtsch. Bot. Ges.84, 607–612 (1971).
Lorenz, H., Free amino acids in tomato plants in relation to form and concentration of nitrogen in the rooting medium. Plant and Soil45, 163–169 (1976).
Mengel, K., Ernährung und Stoffwechsel der Pflanzen. G. Fischer Verlag, Stuttgart 1968.
Mengel, K., Mineralstoffernährung und Ertragsbildung. Angew. Bot.47, 27–38 (1973).
Mengel, K. und Forster, H., Der Einfluß der Kalium-Konzentration der Nährlösung auf die Ertragsbildung, die Qualität und den Kalium-Aufnahmeverlauf bei Hafer. Plant and Soil35, 65–75 (1971).
Mengel, K. und Helal, M., Der Einfluß einer variierten N- und K-Ernährung auf den Gehalt an löslichen Aminoverbindungen in der oberirdischen Pflanzenmasse von Hafer. Z. Pflanzenernaehr., Bodenkd.120, 12–20 (1968).
Mengel, K. und Koch, K., Der Einfluß einer variierten K-Ernährung auf die Inkorporierung von markiertem Stickstoff (15N) bei jungen Sonnenblumen (Helianthus annuus L.). Z. Pflanzenernaehr., Bodenkd.130, 224–233 (1971).
Merkel, D., Der Einfluß des NO3∶NH4-Verhältnisses in der Nährlösung auf Ertrag und Gehalte an organischen und anorganischen Ionen von Tomatenpflanzen. Z. Pflanzenernaehr. Bodenkd.134, 236–246 (1973).
Mertz, E. T. and Matsumoto, H., Further studies on the amino acids and proteins of sulfur-deficient alfalfa. Arch. Biochem. Biophys.63, 50–63 (1956).
Olsen, C., The significance of concentration for the rate of ion absorption by higher plants in water culture. The influence of hydrogen ion concentration. Physiol. Plant.6, 848–858 (1953).
Pal, R. N. and Laloraya, M. M., Calcium in relation to nitrogen metabolism. II Changes of free amino acids and amides in peanut plants. Biochem. Physiol. Pflanz.164, 547–565 (1973).
Pahlich, E., Jäger, H.-J. und Steubing, L., Beeinflussung der Aktivitäten von Glutamatdehydrogenase und Glutaminsynthetase aus Erbsenkeimlingen durch SO2. Angew. Bot.46, 183–197 (1972).
Pirschle, K., Nitrate und Ammoniumsalze als N-Quellen für höhere Pflanzen bei konstanter H-Ionenkonzentration. Planta14, 583–676 (1931).
Ranjan, S. and Malaviya, B., Effect of phosphorus deficiency on the free and protein-bound amino acids of the linseed plant. Flora152, 399–408 (1962).
Rendig, V. V., Oputa, C. and Mc Comb, E. E., Effects of sulfur deficiency on non-protein nitrogen, soluble sugars, and N/S ratios in young corn (Zea mays L.) plants. Plant and Soil44, 423–437 (1976).
Richards, F. J. and Berner, E., Physiological studies in plant nutrition. XVII. A general survey of the free amino acids of barley leaves as affected by mineral nutrition with special reference to potassium supply. Ann. Bot.8, 15–33 (1954).
Saric, M., Cupina, T., Geric, I. und Verestarani, J., Die Untersuchung des Aminosäurestoffwechsels mit14C in jungen Maispflanzen, die unter verschiedenen Ernährungsbedingungen herangezogen wurden. Fiziol. Rast.14, 693–700 (1967).
Scheffer, F. und Kloke, A., Nährstoffwirkung und chemische Zusammensetzung der Nahrungspflanzen. Landwirtsch. Forsch.,8 Sondern. 49–61 (1956).
Schropp, W., Der Vegetationsversuch. 1. Methodik der Wasserkultur höherer Pflanzen. Methodenbuch Bd. VIII, Neumann-Verlag, Radebeul und Berlin 1951.
Schropp, W. und Arenz, B., Über die Auswirkung des Schwefelmangels auf die Morphologie, den Ertrag und den Stickstoffhaushalt einiger Kulturpflanzen. Bodenkd. Pflanzenernaehr.20, 68–82 (1940).
Schuphan, W., Ertragsbildung und Erzeugung wertgebender Inhalts- und Schadstoffe in Abhängigkeit von der N- und P-Düngung. Landwirtsch. Forsch.,19. Sonderh. 195–205 (1955).
Sims, A. P., Folkes, B. F. and Bussey, A. H., Mechanisms involved in the regulation of nitrogen assimilation in microorganisms and plants.In Recent aspects of nitrogen metabolism in plants. (Ed. by E. J. Hewitt and C. V. Cutting.) London 1968.
Suzuki, M. and Mac Leod, L. B., Effect of N-source, and rate of N, P, K on. the ammonium, amino, and amide nitrogen levels in vegetative tissue of barley grown in hydroponic culture. Can. J. Plant Sci.50, 445–451 (1970).
Steinberg, R. A., Correlation between protein- carbohydrate metabolism and mineral deficiencies in plants.In Mineral Nutrition of Plants (Ed. by E. Truog), Univ. of Wisconsin Press, Madison (Wisc.) 1951.
Thompson, J. F., Morris, C. J. and Gering, R. K., The effect of mineral supply on the amino acid composition of plants. Qual. Plant. Mater. Veg.6, 261–275 (1960).
Wakiuchi, N., Matsumoto, H. and Takahashi, E., Changes of some enzyme activities of cucumber during ammonium toxicity. Physiol. Plant.24, 248–253 (1971).
Weissman, G. S., Einfluß von Ammonium- und Nitraternährung auf die Enzymaktivität in Sojabohnen und Sonnenblumen. Plant Physiol.49, 138–141 (1972).
Wenzel, G. und Michael, G., Einfluß einer unterschiedlichen N-Düngung auf den Aminosäuregehalt von Spinatblättern. Z. Pflanzenernaehr., Dueng. Bodenkd.115, 89–99, (1967).
Wiesemüller, W., Stickstoffdüngung und Inhaltsstoffe in verschiedenen Futterpflanzen. Landwirtsch. Vers. Untersuchungswesen9, 199–213 (1963).
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Klein, H., Jäger, H.J. Some aspects of relation between nitrogen metabolism inPisum sativum and mineral nutrition. Plant Soil 50, 25–35 (1978). https://doi.org/10.1007/BF02107154
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02107154