Взаимосвязь процессов поглощения веществ корнем с другими функциями растения (дыханием, фотосинтезом, водообменом, ростом, биосинтезом и др.)

В результате определения электропроводности транспирационного тока воды, поднимающейся по древесине, установлено, что концентра­ция солей бывает выше ночью, когда транспирация ослаблена и воды в растение поступает меньше. Это также свидетельствует о том, что поступление анионов и катионов соли в живые клетки молодых вса­сывающих кончиков корней осуществляется независимо от поступле­ния воды. Но при высокой концентрации почвенного раствора транспирационному току принадлежит решающее значение. Он играет большую роль в поднятии воды и минеральных веществ по стеблю. Поступление веществ и элементов минерального питания в клетку следует рассмат­ривать как активный физиологический процесс, происходящий с затратой определенного количества энергии и связанный прежде всего с дыханием растений.

Процесс поглощения веществ связан с жизнедеятельностью и обменом веществ растительного организма, что можно наблюдать на опыте с веткой вербы. При окольцевании ветки вербы поглощение минеральных веществ приостанавливается; а когда срез на ветке сра­стается, оно возобновляется. Если у клеток листочков элодеи вызвать сначала плазмолиз, а затем деплазмолиз, то в клеточном соке происхо­дит почти моментальное образование кристаллов оксалата кальция. До этого процесса кальций был поглощен коллоидами плазмы, а щавелевая кислота (НООС-СООН) содержалась в клеточном соке. Под действием плазмолиза произошел процесс десорбции кальция, который в связи с изменением физико-химического состояния коллоидов прото­пласта выделился в клеточный сок, вступил в реакцию с НООС-СООН, в результате чего образовался оксалат кальция. Такой же процесс имеет место при старении клеток, но происходит он медленно.

Таким образом, поглощение минеральных веществ — процесс физио­логический, он связан с общим обменом, поступлением в корневую систему пластических веществ, в частности углеводов, и энергией, а также с внутренними особенностями растительного организма и внеш­ними условиями.

Фотосинтез влияет на минеральное питание растений не только косвенно как поставщик соединений, необ­ходимых для роста корня, его метаболизма, но и непосред­ственно – в форме корневых выделений. Интенсивность поглощения аммония в качестве источника азота непосред­ственно определяется обеспеченностью корней углеводами.

Поглощение минеральных веществ в течение онтогенеза определяется биологическими особенностями растения. Так, яровые злаки азот, фосфор и калий наиболее активно погло­щают в первые 1,5 месяца роста. За это время овес накапли­вает более 70% калия, 58% кальция, а магний поглощается с одинаковой скоростью до созревания зерна. У гороха, обла­дающего длительным периодом цветения и образования пло­дов, все элементы в течение онтогенеза поступают равномерно.

У многих растений усвоение минеральных веществ усили­вается в период цветения — образования семян. Поглощение минеральных веществ в течение онтогенеза определяется биологическими особенностями растения. Так, яровые злаки азот, фосфор и калий наиболее активно погло­щают в первые 1,5 месяца роста. За это время овес накапли­вает более 70% калия, 58% кальция, а магний поглощается с одинаковой скоростью до созревания зерна. У гороха, обла­дающего длительным периодом цветения и образования пло­дов, все элементы в течение онтогенеза поступают равномерно.

Элементы, участвующие в синтезе лабильных органических соединений, весьма активно поглощаются растениями на ран­них этапах онтогенеза со скоростью, превышающей накопле­ние сухого вещества. Поэтому проростки и молодые ткани со­держат много азота, фосфора, калия и магния. Эти элементы в дальнейшем могут легко перераспределяться из более старых листьев в более молодые и в конусы нарастания. Такая кар­тина, в частности, наблюдается у яровых злаков. В первые не­дели вегетации относительное содержание азота, фосфора и ка­лия у них возрастает благодаря относительно более высокой скорости поглощения по сравнению со скоростью роста. После завершения фазы кущения чрезвычайно интенсивно растет сте­бель, что приводит к резкому снижению относительного содер­жания этих элементов в сухом веществе вследствие эффекта «разбавления». После колошения, в период развития и созрева­ния колоса, содержание азота, фосфора и калия в расчете на целое растение почти не меняется, однако в органах происхо­дит значительное перераспределение элементов и большие ко­личества азота, фосфора переносятся из листьев и стеблей в зерновки. Относительное содержание кальция, марганца, железа и бо­ра, наоборот, выше в более зрелых частях и более старых рас­тениях, так как их соединения прочнее связаны с цитоплазмой и мало используются вновь; при недостатке этих элементов в среде питания в первую очередь страдают молодые листья и конусы нарастания.

5. Поглощение ионов клетками листа; отток ионов из листьев. Перераспределение и реутилизация веществ в растении