Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
Установлено, что при водных культурах соли никогда не поступают в корни в той концентрации, в какой они находится в растворах. Из разбавленных растворов энергичнее поглощаются соли, а из концентрированных — вода. Убедительным доказательством того, что поступление солей не зависит от поглощения воды, служит следующий факт: разные соли и даже анионы и катионы одной и той же соли поступают в растение с различной скоростью. Так, у сульфата аммония (NH^SC).* более интенсивно поглощается иоп NH*+, менее интенсивно — ион S042 в результате чего происходит накопление в растворе ионов S042' и подкисление среды. Поэтому такая соль называется физиологически кислой. Из раствора соли NaNOs интенсивнее поглощается анион — группа NO3"-, медленнее — катион Na+. В этом случае происходит подщелачивание среды вследствие накопления в ней иона Na+. Такую соль называют физиологически щелочной. У нитрата аммония NH4+NO3- с одинаковой интенсивностью поглощаются катионы и анионы. Это физиологически нейтральная соль.
В результате определения электропроводности транспираци-онного 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 » поднятии воды и минеральных веществ по стеблю.
Поступление веществ в клетку следует рассматривать как активный физиологический процесс, происходящий с затратой определенного количества энергии и связанный прежде всего с дыханием растений. Например, накопление брома в клетках клубней картофеля и в корнях ячменя происходило только тогда, когда через раствор бромида калия, в который были по-
гружены клубни, пропускали в достаточном количестве воздух; при продувании азота через раствор бромида калия поступления и накопления брома в клетках растений не наблюдалось. Добавление сахара к раствору бромида калия усиливало поглощение и накопление калия и брома. Это свидетельствует о том, что поступление ионов связано с процессом дыхания.' Считают, что в данном случае главная роль принадлежит ионам Н+ и НСОз~ Угольная кислота, образующаяся в процессе дыхания, направляется в поверхностные слои цитоплазмы, а ионы Н+ и НС03"~ обмениваются на катионы и анионы, содержащиеся в окружающей среде. Таким образом, поступление их связано с обменом ионов угольной кислоты на ионы брома и калия.
И. И. Колосов изучал поглощение ионов NO;r корнями, которые сначала насыщались анионами фосфата. В этом случае' поглощение ионов NO3- сопровождалось освобождением эквивалентного количества Н3РО4, ранее адсорбированной на корнях, Об обменной природе адсорбции ионов свидетельствует, например, тот факт, что корни гороха, находящиеся в растворе СаСЬ, вместо поглощенного кальция выделяли эквивалентное количество калия и магния,
Основным источником катионов для растений являются обменные катионы почвы. Экзоосмос органических кислот, аминокислот и других соединений корнями—достаточно распространенное явление.. Так, в опытах ряда ученых в корневых выделениях кукурузы и других, растений были обнаружены сахара (альдозы и кетозы), органические кислоты (яблочная и др.), аминокислоты (аланин, лизин) и витамины (пиридоксип, тиамин, биотин).
Исследованиями В. Ф. Купревнча доказано, что высшие растения влияют на субстрат (почву) с помощью ферментов, которые выделяются наружу корневой системой. В свою очередь, наличие корневых выделений высших растений в ризосфере способствует увеличению количества микроорганизмов, обеспечивающих мобилизацию малоподвижных питательных веществ почвы для высших растений. Д. И. Прянишников установил, что одним из важнейших факторов усвоения аммиачных и нитратных солей является реакция питательной среды. В слабокислой среде при pH 5 нитраты поглощаются более интенсивно, чем аммиачные соли, и, наоборот, в нейтральной среде при pH 7 аммиак поглощается более энергично, чем нитраты,
Отношение растения к аммонийным солям и нитратам зависит от его особенностей. При недостатке углеводов превращение аммонийных солей в амиды задерживается и может вызвать отравление растения аммиаком. При реакции среды, близкой к нейтральной, из соли лучше усваивается катион NH3+, чем анион N03”, л в этом случае соль может из физиологически нейтральной стать физиологически кислой. Ткани лука, погру-
женные в- краску нейтральрот, при pH 4,'5 энергично адсорбируют ее оболочками клеток, содержимое которых при этом остается бесцветным. Если перенести клетки в нейтральную " среду при pH 7,5, то происходит быстрая десорбция . краски оболочкой клеток и переход ее в вакуоль.
Следовательно, поступление и усвоение анионов и катионов минеральных солей корнями в значительной мере зависят от реакции среды,
Процесс поглощения веществ связан с жизнедеятельностью и обменом веществ растительного организма, что можно наблюдать на опыте с веткой вербы, При окольцевании ветки поглощение минеральных веществ приостанавливается, а когда срез на ветке срастается, оно возобновляется. Если у клеток листьев элодеи вызвать сначала плазмолиз, а затем деплазмолиз, то в клеточном соке почти моментально образуются кристаллы оксалата кальция. До этого 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 наблюдается при старении клеток, но происходит он медленно.
