Класичні фізико-хімічні теорії поглинання поживних речовин рослинами

Щоб ефективно керувати живленням рослин, необхідно розуміти механізми, за якими елементи з ґрунтового розчину проникають у корінь. Фізико-хімічні властивості мембран рослинних клітин визначають, наскільки швидко і в якому обсязі засвояться внесені добрива. На основі багаторічних досліджень учені сформулювали три класичні теорії, які пояснюють цей процес.

Фізико-хімічні механізми поглинання елементів живлення

Згідно з дифузійно-осмотичною теорією, запропонованою у 1837 році, клітина працює як проста осмотична система. Вода і розчинені в ній солі проникають через пористі мембрани за рахунок різниці концентрацій зовнішнього розчину і клітинного соку. Передбачається, що вода і поживні речовини надходять у коріння одночасно, а саме коріння відіграє пасивну роль.

Ліпоїдна теорія, обґрунтована у 1899 році, базується на роздільному поглинанні води та елементів живлення. Швидкість проникнення речовин у клітини кореневих волосків безпосередньо залежить від їхньої здатності розчинятися в ліпідах плазмалеми. У ході досліджень підтвердилося: чим вища спорідненість конкретної речовини до жирів і жироподібних сполук, тим швидше вона долає клітинний бар'єр.

Ультрафільтраційна теорія уподібнює поглинальний апарат коренів тонкому ситу. Проникнення речовин через плазмалему залежить від діаметра її пор і розміру молекул, що проникають. Дрібні молекули проходять через широкі пори швидше, а великі затримуються.

Будову пор у мембрані пояснюють трьома шляхами:

• Постійні канали, вистелені білком. Білки на стінках каналів здатні розпізнавати молекули, що забезпечує високу вибірковість поглинання.
• Водні проміжки між ліпопротеїновими комплексами мембрани. Через ці проміжки речовини проникають у клітину разом із водою.
• Тимчасові отвори в ліпідному шарі. Вони виникають хаотично в результаті теплового руху «хвостів» фосфоліпідних молекул.