20. Поступление питательных веществ в растение.

Корневая система растений поглощает из почвы как воду, так и питательные вещества. Оба эти процесса взаимосвязаны, но осуществляются на основе разных механизмов. Из очень разбавленных растворов соли поглощаются быстрее, чем вода, и раствор становится еще более слабым. Наоборот, из концентрированных растворов растение берет больше воды, чем солей, и раствор становится еще более концентрированным. Растения поглощают вещества избирательно, в результате соотношение поглощенных веществ обычно оказывается иным, чем в питательном растворе. Функционально поглотительной тканью корня является ризодермис, главным образом, корневые волоски, а 1ая ассимиляция ионов питательных солей происходит в коре корня. Обеспеченость растения пит.в-вами зависит от размера их корневой системы и притока этих в-в к поверхности корней. Различают следующие механизмы поступления пит.в-в: 1)Корневой перехват пит.в-в: корни в процессе роста вступают в контакт с новым объемом почвы и поглощают содержащиеся в ней пит.в-ва; 2)Массовый поток ионов к поверхности корней с потоком воды при поглощении её корнями растения: это основной путь, зависит от содержания воды в почве, концентрации ионов в почвенном р-ре, скорости их поглощения корнями и размера корневой системы; 3)Диффузионный поток ионов к корню: поглощение того или иного пит.в-ва сопровождается уменьшением его концентрации у поверхности корня и возникновения перпендикулярного к его поверхности градиента концентрации, в направлении которой ионы будут диффундировать к корню из ризосферы. Процесс поглощения веществ делят на два этапа: поступление ионов в свободное пространство корня; транспорт их в протопласты клеток. При помещении корней растений на раствор катионного красителя, например метиленового синего, можно наблюдать, что в первые же 3 мин из раствора поглощается примерно половина того количества, которое поглотится за длительное время. Дальнейшее поглощение будет идти очень медленно (часами). Действие на корневую систему дыхательных ядов или пониженной температуры полностью снимает последующее медленное поглощение вещества из раствора. При переносе корней в воду или раствор соли наблюдается обратная картина: быстрое выделение красителя в первые несколько минут и последующий медленный его выход из ткани. Причем количественно выход красителя в раствор превышает выход в воду. Первоначальное быстрое поглощение веществ осуществляется в клеточных стенках и является адсорбцией, а быстрое выделение — десорбцией

Катионы и анионы поступают в клеточные стенки ризодермы как непосредственно из почвенного раствора, так и благодаря контактному обмену с частицами почвенного поглощающего комплекса. Оба эти процесса связаны с обменом катионов Н+ на катионы окружающей среды и НСОз или анионов органических кислот на анионы минеральных веществ. Способность к обменной адсорбции определяется обменной емкостью корня. Мембранное строение клеток обеспечивает избирательность поглощения веществ растением. Поддержание структуры мембран, их обновление и функционирование активных механизмов транспорта ионов являются энергозависимыми процессами. Поэтому существует тесная связь поглотительной деятельности корня с дыханием. При действии дыхательных ядов и низких температур происходит только первая фаза поглощения веществ — их проникновение в кажущееся свободное пространство, дальнейшее поступление веществ в протоплазму не наблюдается из-за ограниченности энергетических ресурсов клетки. Наиболее активно поглощают вещества клетки зоны растяжения и корневых волосков. Корневой волосок интенсивно поглощает ионы, пока он растет. Наличие большого количества точек роста в корневой системе обеспечивает ее высокую поглотительную активность.