14.5. Живлення рослин

 

Рослини розвиваються  і живуть завдяки повітряному  і коре- невому живленню. Через листя вони засвоюють понад 95% вуг- лекислого газу. Із водних розчинів рослина засвоює листям зольні елементи, азот і сірку. Проте основна кількість води, азо- ту і зольних елементів надходить до неї через кореневу систему.

Кореневу систему  рослин треба розглядати  як орган погли- нання і синтезу поживних речовин. Загальна площа поверхні поглинання  кореневої  системи  може досягати  сотень  квадрат- них метрів. Катіонна та аніонна поглинальна здатність кореневої системи  характеризується  вибірковою  здатністю.

Поглинання елементів живлення починається з адсорбції. Первинна адсорбція відбувається на поверхні клітин кореневої системи.  Після цього починається  складний процес активного  і пасивного  їх транспорту в клітину. Пасивне надходження пожив- них речовин у клітину з навколишнього  середовища,  яке відбу- вається без затрат метаболічної енергії, здійснюється шляхом дифузії у вільному просторі стінок клітин і гідрофільних порах цитоплазматичних  мембран.  Це первинний  етап поглинання.

Транспорт елементів живлення в клітину відбувається за ра-

хунок двох автономних механізмів: пасивного току речовин по електрохімічному  градієнту  та активним  переносом  проти елек- трохімічного  градієнта.  Оскільки іони мають електричний заряд, то їх розподіл між клітиною і середовищем  визначають як різни- цю електричних потенціалів або як різницю концентрацій. Сумар- но ці дві величини позначають як електрохімічний  градієнт.

Після проникнення іонів крізь цитоплазматичну мембрану кліти-

ни (плазмалема) вони далі переміщуються  від клітини до клітини по плазмодесмах до центру кореня. Цей перехід здійснюється  за рахунок електрохімічного градієнта (пасивний транспорт) або про- ти електрохімічного  градієнта  (активний  транспорт).

Переміщення іонів із зовнішнього середовища до внутрішньо-

го середовища клітини відбувається за допомогою переносників. Переносник  утворює  з іонами  комплекс.  У такому  вигляді іони переміщуються із зовнішнього середовища у клітину. На внутріш- ньому боці цитоплазматичної  мембрани комплекс дисоціює,  ви- вільняючи іони всередину  клітини.


Перенесення іонів із зовнішнього боку цитоплазматичної мембрани може здійснюватись  за рахунок діяльності іонного на- соса, функцію якого  виконує  транспортна  АТФ-аза.

Іони водню  відкачуються  з клітини  так званою  протоновою

+

 
помпою. Внаслідок цього в клітині створюється  певний концент- раційний  та електричний  градієнти.  Середовище  клітини підлу- говується, що може призвести до транспорту переносником протона  знову  всередину  клітини.  Переносник,  крім  протона, може транспортувати аніони в клітину. Активне нагнітання в кліти- ну за рахунок електрохімічного  градієнта протонів і будь-якої додаткової речовини (так званого «сідока») (фосфору, амінокис- лоти тощо)  називається  симпортом.  Протилежний  цьому про- цес (антипорт)  приводить до відкачування з клітини протонів Н+ і надходження в неї для електронейтральності  іонів з аналогіч- ним зарядом, наприклад калію. Азот поглинається у вигляді ані- онів нітрату (NO3) і катіонів  амонію  (NH4  ). Азот, поглинутий  у

нітратній  формі,  під дією ферментів  відновлюється  до аміаку.

У водному розчині аміак приєднує іони водню, утворюючи амоній, який надалі при взаємодії з органічними  кислотами  (ке- токислота)  утворює амінокислоти  з яких синтезуються  білки.


Первинне поглинання  фосфору пов’язане з швидким  включенням іонів у нуклеопротеїди  та нуклеїнові кислоти.

У вигляді іонів поглинаються  також і інші елементи. Іони або молекули, які надійшли в клітину, включаються до складу органіч- них сполук структурних елементів, концентруються у вакуолях клітин кореня і після утворення певного запасу надходять по су- динах ксилеми у надземну частину рослини або виділяються у навколишнє середовище. У кореневих виділеннях рослин містить- ся вугільна кислота, мінеральні сполуки (кальцій, калій, фосфор).

 

Контрольні запитання

 

1. Яка роль макро-  і мікроелементів  у живленні рослин?

2. Як змінюється склад рослин і винос елементів живлення залежно від біологічних та інших умов вирощування культур?

3. Як проводять рослинну діагностику  і використовують дані агро- хімічних аналізів?

4. Як рослини поглинають елементи живлення?


15.  Агрохімічні властивості ґрунтів