Физиология растений - Якушкина Н.И.
Скачать (прямая ссылка):
ваться растением быстрее, а следовательно и поступать быстрее.
В окружающем растворе будет накапливаться МаНСОз. Эта соль,
подвергаясь гидролизу, образует NaOH (сильная щелочь) и Н2СО3
(слабая кислота), будет сдвигать pH раствора в щелочную сторону.
Эти опыты привели к тому, что стали различать физиологически кис-
лые (например, NH4CI, (N!!4)2804) и физиологически щелочные соли
(например, NaNO3, Ca (H2PO4) 2).
1. КОРНЕВАЯ СИСТЕМА КАК ОРГАН ПОГЛОЩЕНИЯ
СОЛЕЙ
На заре эволюции способность к поглощению воды и питатель-
ных веществ была присуща всем клеткам растительного организма.
По-видимому, разделение функции между клетками отдельных орга-
нов осуществлялось постепенно. Это подтверждается тем, что клетки
листа сохранили в определенной мере способность к поглощению
не только воды, но и питательных солей. Сформировавшаяся корне-
вая система — сложный специализированный орган. Основной зоной
поглощения питательных веществ, снабжающей и наземные органы
растения, является зона растяжения клеток и зона корневых волос-
ков. Подсчеты показывают, что на 1 мм2 поверхности корня разви-
вается от 200 до 400 корневых волосков. Таким образом, корневые
волоски увеличивают поверхность корня в сотни раз. Они обладают
и повышенной способностью к поглощению (Д. Б. Вахмистров). Бы-
ло установлено, что и клетки меристематической зоны корпя обла-
дают способностью к поглощению ионов, однако поглощенные ионы
используются в этих же клетках. Это связано как с физиологически-
ми особенностями меристематических клеток, так и с особенностями
анатомического строения корня. В меристематической' зоне еще нет
дифференцированной сосудистой системы. При этом флоэма диффе-
ренцируется раньше и лишь несколько выше по длине корня обра-
зуется ксилема. Именно по ксилеме происходит передвижение воды
с растворенными питательными веществами. Таким образом в корне
различают зону, участвующую в поглощении питательных веществ
(меристематическая зона), и зону, участвующую как в поглощении,
так и в снабжении питательными веществами надземных органов
растений (зона корневых волосков). Поверхность корня, участвую-
щую в адсорбции питательных веществ, называют общей адсорби-
рующей поверхностью. Поверхность корня, которая участвует не толь-
ко в адсорбции, но и в передаче питательных веществ в сосуды кси-
лемы и дальше в надземные органы, называют рабочей адсорбирую-
щей поверхностью (Д. А. Сабинин),
7. ОСОБЕННОСТИ ПОСТУПЛЕНИЯ СОЛЕЙ
8 КОРНЕВУЮ СИСТЕМУ
Растительный организм обладает способностью к избирательно-
му накоплению питательных элементов. Для выяснения механизма
поступления минеральных веществ в растение большое значение име-
ли исследования по влиянию на этот процесс различных условий.
Влияние внешних условий на поступление солей. При темпера-
туре, близкой к O0C, поглощение солей идет очень медленно. Затем
в пределах до 4O0G поглощение усиливается. Увеличение температу-
ры на 100C может вызвать возрастание поглощения в два и даже три
раза.
В темноте поглощение солей замедляется и постепенно прекра-
щается, а под влиянием освещения ускоряется. Так, при освещении
поглощение фосфора усиливается уже через 2—5 мин. Быстрота ре-
акции указывает на прямое действие света. Вместе с тем свет может
оказывать и косвенное влияние. На свету в процессе фотосинтеза
образуются углеводы, которые необходимы для дыхания. Зависи-
мость поглощения от интенсивности дыхания проявляется четко. При
длительном выдерживании растений в темноте, после того как запас
дыхательных субстратов исчерпан, поглощение солей не только пре-
кращается, но может даже наблюдаться их выделение.
Интенсивность поступления солей остается на одном уровне при
уменьшении содержания кислорода до 2—3%. Лишь снижение кон-
центрации кислорода ниже 3% вызывает падение поглощения при-
мерно в два раза. Необходимо учитывать, что и интенсивность ды-
хания сохраняется на высоком уровне в широком диапазоне концен-
траций кислорода. Падение интенсивности дыхания наблюдается при
той же концентрации кислорода, при которой поглощение солей
уменьшается.
Концентрация ионов водорода (pH) сказывается на поглощении
различными путями. Еще в опытах Д. А. Сабинина и И. И. Колосо-
ва было показано, что при подкислепии раствора поступление катио-
нов задерживается. Это происходит, по всей вероятности, в силу
конкуренции, которая наблюдается между одинаково заряженными
ионами, за возможность вступить в реакцию с переносчиками. Вме-
сте с тем подкислеиие улучшает доступность ионов фосфорной кис-
лоты. Наоборот, подщелачивание внешнего раствора снижает поступ-
ление фосфора благодаря переходу одиовалентиого иона НгРСЦ" в
двухвалентный HPСЦ2"" и трехвалентный РО43"", которые являются
менее доступными для растения. Резкое изменение pH может также
оказать влияние из-за повреждения мембран клетки.
Поглощение одного иона зависит от присутствия других ионов.
Так, в присутствии легко поглощаемого аниопа катионы той же соли
поступают быстрее. Ионы с одинаковым зарядом обычно конкуриру-
