Классические физико-химические теории поглощения питательных веществ растениями
3 мин чтения
Чтобы эффективно управлять питанием растений, необходимо понимать механизмы, по которым элементы из почвенного раствора проникают в корень. Физико-химические свойства мембран растительных клеток определяют, насколько быстро и в каком объеме усвоятся внесенные удобрения. На основе многолетних исследований ученые сформулировали три классические теории, которые объясняют этот процесс.
Физико-химические механизмы поглощения элементов питания
Согласно диффузионно-осмотической теории, предложенной в 1837 году, клетка работает как простая осмотическая система. Вода и растворенные в ней соли проникают через пористые мембраны за счет разницы концентраций наружного раствора и клеточного сока. Предполагается, что вода и питательные вещества поступают в корни одновременно, а сами корни играют пассивную роль.
Реальная скорость поглощения и транспорта элементов питания в растении в разы превышает скорость обычной физической диффузии. Тем не менее диффузия остается важным пассивным звеном в общей системе корневого питания.
Липоидная теория, обоснованная в 1899 году, базируется на раздельном поглощении воды и элементов питания. Скорость проникновения веществ в клетки корневых волосков напрямую зависит от их способности растворяться в липидах плазмалеммы. В ходе исследований подтвердилось: чем выше сродство конкретного вещества к жирам и жироподобным соединениям, тем быстрее оно преодолевает клеточный барьер.
Ультрафильтрационная теория уподобляет поглощающий аппарат корней тонкому ситу. Проникновение веществ через плазмалемму зависит от диаметра ее пор и размера проникающих молекул. Мелкие молекулы проходят через широкие поры быстрее, а крупные задерживаются.
Строение пор в мембране объясняют тремя путями:
- Постоянные каналы, выстланные белком. Белки на стенках каналов способны распознавать молекулы, что обеспечивает высокую избирательность поглощения.
- Водные промежутки между липопротеиновыми комплексами мембраны. Через эти промежутки вещества проникают в клетку вместе с водой.
- Временные отверстия в липидном слое. Они возникают хаотично в результате теплового движения «хвостов» фосфолипидных молекул.
Ультрафильтрационная теория имеет существенное ограничение: она не способна объяснить, как корни растений поглощают органические вещества с крупными молекулами.
